Задайте нам вопрос
Отвечаем в течение дня, кроме выходных.
Нажимая кнопку Отправить, вы соглашаетесь
с Политикой конфиденциальности и даете
Согласие на обработку персональных данных
Иван Лисицын
Коммерческий директор

Разработка и внедрение СППР на производстве метанола

Разработка системы поддержки принятия решений (СППР) для совершенствования навыков выбора параметров работы установки, увеличения выработки метанола-сырца и эффективного использования катализатора.
Математическая модель реактора синтеза метанола
Тренажер для обучения операторов
Система поддержки принятия решений для выбора оптимального режима работы
Математическое моделирование
Процесс создания точной математической модели процессов, которые происходят на реальной установке. Модель позволяет тестировать работу установки в любых режимах виртуально, без простоев действующего оборудования. А когда будут рассчитаны оптимальные параметры — аппараты настраивают в нужный режим и без потерь повышают качество производственных процессов.
Содержание

Предпосылки

Зачастую для оперативного управления технологическими процессами опираются на экспертный опыт, который не формализован документально: анализируют данные АСУ ТП, данные лабораторных анализов сырья и продукции. Иногда эту информацию проанализировать весьма сложно, и чтобы выбрать режим работы оборудования, не приводящий к браку, операторы вынуждены поддерживать его с запасом качества. Это приводит к повышенному расходу сырья и снижению общей маржинальности.

Зачастую для оперативного управления технологическими процессами опираются на экспертный опыт, который не формализован документально: анализируют данные АСУ ТП, данные лабораторных анализов сырья и продукции. Иногда эту информацию проанализировать весьма сложно, и чтобы выбрать режим работы оборудования, не провидящий к браку, операторы вынуждены поддерживать его с запасом качества. Это приводит к повышенному расходу сырья и снижению общей маржинальности.

Цели и задачи проекта

Основной целью была оптимизация работы каталитического реактора синтеза метанола. А для этого требовалось выяснить влияние факторов управления и возмущений на процесс и научиться точно регулировать параметры работы реакторного блока.
Основной целью была оптимизация работы каталитического реактора синтеза метанола. А для этого требовалось выяснить влияние факторов управления и возмущений на процесс и научиться точно регулировать параметры работы реакторного блока.
  • Дарья Смирнова
    менеджер продукта

    Чтобы оптимизировать процесс заказчику нужен был инструмент, который поможет точнее выбирать параметры проведения процесса. В этом случае можно было ожидать как повышения производительности, так и снижения расходов на выпуск готового продукта. Было принято решение разработать программный комплекс СППР для управления реакторным блоком синтеза метанола.

  • Дарья Смирнова
    менеджер продукта

    Чтобы оптимизировать процесс заказчику нужен был инструмент, который поможет точнее выбирать параметры проведения процесса. В этом случае можно было ожидать как повышения производительности, так и снижения расходов на выпуск готового продукта. Было принято решение разработать программный комплекс СППР для управления реакторным блоком синтеза метанола.

Чтобы проанализировать технологический процесс и разработать гипотезы, инженеры NAUKA выполнили следующие задачи:

1. Собрали большой объем информации о режимах исследуемого объекта
2. Создали инструмент оптимального выбора режимов объекта для каталитического реактора синтеза метанола.

3. Обеспечили оценку активности катализатора по косвенным показателям в ходе его эксплуатации

Чтобы проанализировать технологический процесс и разработать гипотезы, инженеры NAUKA выполнили следующие задачи:
1. Собрали большой объем информации о режимах исследуемого объекта
2. Создали инструмент оптимального выбора режимов объекта для каталитического реактора синтеза метанола.

3. Обеспечили оценку активности катализатора по косвенным показателям в ходе его эксплуатации

Схема реакторного блока синтеза метанола

Этапы проекта

  1. Сбор данных катализатора
  1. Сбор данных катализатора
На первом этапе собрали и проанализировали значительный объем данных по технологическому объекту. Процесс производства метанола связан с преобразованием сырья - газа в ходе каталитической химической реакции в присутствии катализатора.

С течением времени активность катализатора падает, что приводит к ухудшению качества продукции. Поэтому нужно было разработать алгоритм для прогноза изменения активности катализатора во времени.

На первом этапе собрали и проанализировали значительный объем данных по технологическому объекту. Процесс производства метанола связан с преобразованием сырья - газа в ходе каталитической химической реакции в присутствии катализатора.

С течением времени активность катализатора падает, что приводит к ухудшению качества продукции. Поэтому нужно было разработать алгоритм для прогноза изменения активности катализатора во времени.

  • Дарья Смирнова
    менеджер продукта

    Чтобы точно спрогнозировать срок службы катализатора, нужно учитывать большое количество различных критериев или метрик, следить за снижением активности. Для автоматизации этой процедуры нами была разработана математическая модель процесса.

  • Дарья Смирнова
    менеджер продукта

    Чтобы точно спрогнозировать срок службы катализатора, нужно учитывать большое количество различных критериев или метрик, следить за снижением активности. Для автоматизации этой процедуры нами была разработана математическая модель процесса.

2. Математическая модель
2. Математическая модель

В модели адекватно описан протекающий производственный процесс. Эксперты установили факторы, которые влияют на эффективность. Выяснили закономерности снижения активности катализатора. В результате рассчитали, как настроить режим работы оборудования таким образом, чтобы увеличить выход готовой продукции и продлить срок службы катализатора.

В модели адекватно описан протекающий производственный процесс. Эксперты установили факторы, которые влияют на эффективность. Выяснили закономерности снижения активности катализатора. В результате рассчитали, как настроить режим работы оборудования таким образом, чтобы увеличить выход готовой продукции и продлить срок службы катализатора.

3. Разработка СППР
3. Разработка СППР
Модель реакторного блока помогает оценить влияние режимных параметров на ключевые показатели процесса. При этом выполняется расчет материальных и тепловых балансов, учитывается рециркуляция. Коэффициент остаточной активности катализатора рассчитывается по значениям температур в колонне синтеза метанола.
Модель реакторного блока помогает оценить влияние режимных параметров на ключевые показатели процесса. При этом выполняется расчет материальных и тепловых балансов, учитывается рециркуляция. Коэффициент остаточной активности катализатора рассчитывается по значениям температур в колонне синтеза метанола.
4. Разработка тренажера
4. Разработка тренажера
На основе модели СППР разработан программный продукт для поддержки принятия решений по управлению технологическим объектом, который используется на установке, в цеху и в учебном комбинате. Обучающий комплекс помогает выработать и расширить навыки управления параметрами процесса.
На основе модели СППР разработан программный продукт для поддержки принятия решений по управлению технологическим объектом, который используется на установке, в цеху и в учебном комбинате. Обучающий комплекс помогает выработать и расширить навыки управления параметрами процесса.

Результаты проекта

Система СППР принята в эксплуатацию в цеху по производству метанола и в центральной лаборатории. Данная моделирующая система работает в том числе как виртуальный анализатор. По регламентирующим документам контроль качества продукции выполняются раз в месяц. Анализатор позволяет отслеживать изменения качества по косвенным данным — и корректировать режимы для стабилизации качества продукции в промежутках между проведением лабораторных анализов продукции.

Система СППР принята в эксплуатацию в цеху по производству метанола и в центральной лаборатории. Данная моделирующая система работает в том числе как виртуальный анализатор. По регламентирующим документам контроль качества продукции выполняются раз в месяц. Анализатор позволяет отслеживать изменения качества по косвенным данным — и корректировать режимы для стабилизации качества продукции в промежутках между проведением лабораторных анализов продукции.

После внедрения решения выход метанола увеличился на 300т в год - примерно на 5%.

Разработана система принятия решений по прямым и косвенным показателям.

Заказчик получил программный продукт, на котором можно повышать навыки персонала по выбору режимов.

После внедрения решения выход метанола увеличился на 300 т в год - примерно на 5%.
Разработана система принятия решений по прямым и косвенным показателям.

Заказчик получил программный продукт, на котором можно повышать навыки сотрудников по выбору режимов.

  • Дарья Смирнова
    Менеджер продукта

    Тренажеры и комплексы поддержки принятия решений можно разработать для оптимизации не только процессов химической отрасли промышленности, как в данном примере для производства метанола. Подобные программные решения можно создавать для любых производств, где процесс может быть описан адекватной математической моделью.

  • Дарья Смирнова
    Менеджер продукта

    Тренажеры и комплексы поддержки принятия решений можно разработать для оптимизации не только процессов химической отрасли промышленности, как в данном примере для производства метанола. Подобные программные решения можно создавать для любых производств, где процесс может быть описан адекватной математической моделью.

Информация о проекте

Заказчик

химическое предприятие

Разработанная функциональность

  • математическая модель реактора синтеза метанола
  • система поддержки принятия решений, позволяющая определить оптимальный режим работы технологического объекта в текущих условиях
  • обучающий комплекс (тренажер) для выработки и расширения навыков управления технологическим объектом
Пользователи решения
  • цеховой персонал, осуществляющий эксплуатацию объекта
  • пользователи учебного комбината (повышение квалификации)
Годы реализации
2018

Заказчик

химическое предприятие

Разработанная функциональность

  • математическая модель реактора синтеза метанола
  • система поддержки принятия решений, позволяющая определить оптимальный режим работы технологического объекта в текущих условиях
  • обучающий комплекс (тренажер) для выработки и расширения навыков управления технологическим объектом
Пользователи решения
  • цеховой персонал, осуществляющий эксплуатацию объекта
  • пользователи учебного комбината (повышение квалификации)
Годы реализации
2018
Менеджер продукта
Дарья Смирнова
Похожие проекты
Все проекты
Публикации
Все публикации
    Остались вопросы?
    Оставьте контакты.
    Оперативно свяжемся, обсудим детали, организуем встречу.
    Нажимая кнопку Отправить, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности и даете
    Согласие на обработку персональных данных
    Почему клиенты доверяют нам?
    Эксперты в предметной области
    Каждый проект сопровождают аналитики и эксперты в производственных процессах, финансах, ТОиР, капитальном строительстве и документообороте с подтвержденной сертификатами экспертизой и релевантным опытом
    Надежный партнер и работодатель
    Ежегодно подтверждаем финансовую стабильность компании, уверенно растём и вкладываем средства в инновации, наём и развитие сотрудников
    Безупречная репутация
    Чётко выполняем обязательства перед нашими клиентами, партнерами и сотрудниками, соблюдаем нормы трудового и налогового законодательства