Многокритериальный выбор присадок к маслам на основе продуктов нефтехимии тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.13 ВАК РФ

Введение

Глава 1. Масла с присадками как объект исследования. Постановка задачи исследования

1.1. Анализ состояния и развития процессов производства и потребления масел и присадок

1.2. Основные характеристики присадок и их назначение 20 1.3. Проблема автоматизации процесса принятия управленческих решений при многокритериальном выборе присадок как добавок к маслам 26 1.4. Выводы

Глава 2. Формулировка проблемы выбора присадок к маслам как задачи принятия управленческих решений в условиях многокритериальности

2.1. Анализ основных элементов и этапов выбора присадок как процесса принятия управленческих решений в условиях многокритериальности

2.2. Исследование оценочных показателей присадок (требования, статистический анализ)

2.3. Выводы

Глава 3. Разработка автоматизированной системы поддержки принятия управленческих решений при многокритериальном выборе присадок

3.1. Состав и структура системы поддержки принятия управленческих решений при многокритериальном выборе присадок

3.2. Анализ и классификация методов многокритериального выбора присадок

3.3. Программное обеспечение системы поддержки принятия управленческих решений при многокритериальном выборе присадок

3.4. Выводы

Глава 4. Многокритериальный выбор присадок как добавок к индустриальным маслам на Новоуфимском НПЗ

4.1. Проблема принятия управленческих решений при многокритериальном выборе присадок как добавок к индустриальным маслам на

Новоуфимском НПЗ

4.1.1. Нитрильные металлокомплексы как перспективные присадки к индустриальным маслам

4.1.2. Классификация, характеристика и основное назначение индустриальных масел

4.2. Использование АСППУР при многокритериальном выборе присадок на Новоуфимском НПЗ

4.3. Выводы 125 Заключение 126 Литература 129 Список сокращений 138 Приложения

В последние годы, в мире потребление масел с присадками (легированные масла) неуклонно растет. Темпы роста объемов производства и потребления в отдельных странах во многом зависит от их качества и определяется интенсивностью развития отраслей промышленной инфраструктуры. С увеличением числа оборотов, мощности двигателей и степени сжатия, к маслам предъявляются все более жесткие требования: обладать биостойкостью, иметь низкую температуру застывания, хорошую прокачиваемость, пологие температурные кривые вязкости, высокие смазочные свойства - прочность масляной пленки, обладать моющими средствами, не вызывать коррозию двигателей. Задача обеспечения длительной работы масла в двигателе в большей степени осложняется вследствие наличия в цилиндрах современных двигателей чрезмерно высоких температур, большого коэффициента сжатия, а также вследствие значительной нагрузки на подшипники [111, 23].

Высокая эффективность и достаточно широкая сфера применения во-многом объясняет тот большой интерес, который проявляется во всех высоко странах мира к проблеме производства высококачественных масел и присадок. Прогресс производства масел в США, странах ЕЭС и Японии обеспечивается главным образом за счет более широкого применения новых высокоэффективных присадок, унификации их ассортимента, совершенствования их структуры производства и повышения качества. Для производства масел за рубежом используется довольно широкий ассортимент присадок, насчитывающий от 500 до 600 наименований. Учитывая высокий уровень рентабельности производства присадок, как добавок к маслам, и постоянный на них спрос на мировом рынке, все большее число фирм, особенно в США, вкладывают свои капиталы в развитие этой отрасли нефтеперерабатывающей промышленности.

Производство присадок в капиталистических странах практически полностью монополизировали США, на долю которых приходится 90% общего объема производства присадок. Большое внимание на уровень эксплутационных свойств масел оказывает структура потребляемых присадок, которая в США характеризуется некоторой стабильностью [54, 55, 32, 23].

С V/ U v> переходом в нашей стране от плановой экономики к рыночной, когда рентабельность определяется не объемом выпускаемой продукции, а прибылью, которую приносит предприятие, высокая потребность в высококачественном легированном масле (BJ1M) — обуславливает необходимость проведение мер направленных на модернизацию и реорганизацию масляного производства.

Вопрос создания высококачественных легированных масел - это не только вопрос технологического, но и управленческого характера. Большой ассортимент присадок как добавок к маслам обуславливает необходимость их выбора. Научная новизна заключается в том, что выбор присадок рассматривается как процесс принятия управленческих решений в условиях многокритериальное™ и необходимости одновременного улучшение эксплутационных свойств масел: биостойкость, антикоррозионность, противоизносность, антиокислительная способность и т.д.

Актуальность разработки Автоматизированной Системы Поддержки Принятия Управленческих Решений (АСППУР) обуславливается тем фактом, что не существует научно-методической базы многокритериального выбора присадок при различных эксплутационных условиях.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработанная АСППУР при многокритериальном выборе присадок как добавок к маслам используется на Новоуфимском нефтеперерабатывающем заводе ОАО «Башкирская нефтехимическая компания» при подготовке специалистов соответствующего профиля, составлении перспективных планов развития, модернизации и реконструкции масляного производства.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений. Она изложена на 139 страницах, содержит 23 таблицы, 32 рисунка, список литературы из 116 наименований.

4.3. Выводы

1. Проведен анализ состояния масляного производства на Новоуфимском НПЗ ЗАО «Башкирская нефтехимическая компания», который показал, что проблема перехода предприятия на качественно новый путь развития это не только технологическая задача, но и задача научно-исследовательского в области нефтехимии, управленческого характера.

2. Проведены научные эксперименты исследования прикладных свойств нитрильных кмплексов на ЧШМ-3 и ДК-2 по методу НАМИ, которые показали, что нитрильные металлокомплексы акрилонитрилов (НАК), метакрилонитрилов (МАН), ацетонитрилов (АНН), пропоксипропионитрил (ППН); бутоксипропионитрил(БПН) с солями CuCl2, ZnCl2, NiCl2 , MnCl2, зарекомендовали себя как перспективные присадки к индустриальным маслам И-12, И-20. Выявлено, что данные нитрильные комплексы по своему функциональному назначению превосходят аналогичные присадки типа ТКФ, АЗА-З, ОТП.

3. Проведен анализ, классификация, назначение индустриальных масел. Сформулированы основные показатели качества индустриальных масел: вязкость,зольность,температура вспышки,температура застывания и т.п.

4. Использована АСППУР при многокритериальном выборе нитрильных комплексов как присадок к индустриальным маслам И-12, И-20, где в качестве критериев оптимальности были взяты оценочные показатели присадок Рс-нагрузка сваривания, И3-индекс задира, Рк-критическая нагрузка, К-коррозионность, а альтернативы выбора-сами нитрильные комплексы. Получены результаты выбора как процесса принятия управленческих решений в условиях многокритериальное™, которые показали, что оптимальными присадками, с точки зрения равноприоритетности критериев выбора, являются для масла И-12 нитрильные металлокомплексы ZnC12*4HAK, CuC12*4HAK, а для масла И-20-NiCb'HAK, МпС12*БПН.

Заключение

1. Проведен анализ состояния процессов производства и потребления масел с присадками, который показал, что в мире и в РФ имеет место неуклонный спрос на легированные масла. Потребление присадок в РФ опережает производство - объем импорта за последние годы увеличился в 2.5 раза в натуральном выражении, в 2.8 стоимостном выражении. На долю нефтехимических компаний США(«Дженерал моторос», «Юнион карбойл», «Дау кемикалз», «Монсанто», «Мобил ойл», «Филипс петролеум», «Дюпон») приходится около 90% общемирового объема производства присадок с маслами, которые отличаются высоким качеством и стабильностью. Сформулированы основные требования, предъявляемые к высококачественным легированным маслам: стабильность против воздействия кислорода воздуха, низкая температура застывания; противоизносность, биостойкость, хорошая прокачиваемость и т.д.

2. Показана необходимость реорганизации и модернизации масляного производства, которая будет осуществляться не только за счет технологических мероприятий - выбор нефтяного сырья и рациональная его переработка, улучшение контроля за выделением осадка, снижение удельного расхода масел, обеспечение надежного запуска двигателя при низких температурах и т.д., но и путем проведения научных экспериментов, направленных на исследование прикладных свойств органических соединений, которые могут использоваться в качестве присадок к маслам, а так же управленческие мероприятия - внедрение средств автоматизации, современных информационных технологий, создание различного рода систем управления.

3. Сформулирована актуальность разработки Автоматизированной Системы Поддержки Принятия Управленческих Решений при многокритериальном выборе присадок как добавок к маслам, который необходимо рассматривать как процесс принятия решений в условиях многокритериальности, где определяются основные этапы подготовки и принятия УР: постановка задачи - идентификация проблемы, определение цели - создание ВЛМ, формирование множества альтернатив - присадки, формирование множества критериев - оценочные показатели присадок, формирование моделей и методов решения - ММО и т.д.

4. Определен состав и структура АСППУР при многокритериальном выборе присадок, включающая в себя:

• формализация проблемы;

• лингвистическая модель процесса принятия решений при многокритериальном выборе присадок;

• математическое обеспечение системы - методы многокритериальной оптимизации;

• программное обеспечение СППУР при многокритериальном выборе присадок - БД, ориентированное на информационно-консультативное обеспечение; совокупность программных модулей, осуществляющих процесс выбора присадок как добавок к маслам; качественная оценка результатов - визуализация в виде графа.

5. Проведена классификация методов многокритериального выбора присадок на основе признака «степень вовлеченности ЛПР в процесс оптимизации», в результате которой все ММО были разбиты на три группы:

• ЛПР выражает свои предпочтения до начала процесса многокритериальной оптимизации;

• диалоговые методы;

• построение множества эффективных решений с последующим представления его ЛПР.

6. Проанализировано состояние производства легированных индустриальных масел на Новоуфимском НПЗ ОАО «Башкирская нефтехимическая компания», который показал необходимость проведения научно-обоснованных мероприятий по модернизации и реорганизации масляного производства на данном предприятии. Проведены научные эксперименты исследования прикладных свойств нитрильных комплексов на ЧШМ-3 и ДК-2 по методу НАМИ, которые показали, что нитрильные металлокомплексы акрилонитрилов (НАК), метакрилонитрилов (МАЯ), ацетонитрилов (АЦН), пропоксипропионитрил (ППН), бутоксипропионитрил(БПН) с солями CuCl2, ZnCb, NiCl2 , МпСЬ, зарекомендовали себя как перспективные присадки к индустриальным маслам И-12, И-20 и получены занчения оценочных показателей присадок как критериев выбора. Выявлено, что данные нитрильные комплексы по своему функциональному назначению превосходят аналогичные присадки типа ТКФ, АЗА-З, ОТП. Использована АСППУР при многокритериальном выборе нитрильных комплексов как присадок к индустриальным маслам И-12, И-20, где в качестве критериев оптимальности были взяты оценочные показатели присадок Рс-нагрузка сваривания, И3-индекс задира, Рк-критическая нагрузка, К-коррозионность, а альтернативы выбора-сами нитрильные комплексы. Получены результаты выбора как процесса принятия управленческих решений в условиях многокритериальности, которые показали, что оптимальными присадками, с точки зрения равноприоритетности критериев выбора, являются для масла И-12 нитрильные металлокомплексы ZnC12*4HAK, CuC12*4HAK, а для масла - И-20-№С12*НАК, МпС12*БПН. Результаты диссертационной работы используются на Новоуфимском НПЗ при подготовки специалистов соответствующего профиля и составлении планов перспективного развития предприятия.

1. Айзерман М.А., Вольский В.И., Литваков Б.М. Элементы теории выбора. Псевдокритерии и псевдокритериальный выбор. -М.: Наука. - 1994.

2. Айзерман М.А., Малишевский А.В. Некоторые аспекты общей теории выбора лучших вариантов. -М.: Ин-т проблем управления. 1980.

3. Анохин A.M., Глотов В.А., Павельев В.В, Черкашин A.M. Целенаправленный выбор: модели, отношения, алгоритмы. -М.: Институт проблем управления. 1996.

4. Анохин A.M., Глотов В.А., Павельев В.В, Черкашин A.M. Целенаправленный выбор 2: цели, критериально-целевые свойства ифункции; весовые коэффициенты. -М.: Институт проблем управления. -1996.

5. Аронович А.Б., Афанасьев М.Ю., Суворов Б.П. Сборник задач по исследованию операций. -М.: МГУ. 1997.

6. Безкоровайный М.М., Костогрызов А.И. Львов В.М. Инструментально-моделирующий комплекс для оценки качества функционирования информационных систем «КОК». -М.: СИНТЕГ. 2000.

7. Березовский Б.А., Барышников Ю.М., Борзенко В.И., Кемпнер Л.М. Многокритериальная оптимизация. Математические аспекты. -М.: Наука. -1989.

8. Березовский Б.А., Борзенко В.И. и др. Бинарные отношения в многокритериальной оптимизации. -М.: Наука. 1994.

9. Березовский Б.А., Гнедин А.В. Задача наилучшего выбора. -М.: Наука. -1984.

10. Ю.Бомер Л.Дж., Вилянкина А.В. Редукторные и трансмиссионные масла. -М.: Химия. 1967.

11. Брахман Т.Р. Многокритериальное^ и выбор альтернативы в технике. -М.: Радио и связь. 1984.

12. Варфоломеев В.И. Алгоритмическое моделирование элементов экономических систем. -М.: Финансы и статистика. 2000.

13. Вентцель Е.С. Исследование операций. -М.: Наука. 1970.

14. М.Виленкин А.В. Масла для шестереночных передач. -М.: Химия. 1982.

15. Вилкас Э.Й. Оптимальность в играх и решениях. -М.: Наука. 1990.

16. Виноградов Л.Э. Противоизносные присадки к маслам. -М.: Химия. 1972.

17. Виноградов Т.В., Рондесс А.И., Таркунов Д.Н. Теория смазочного действия и новые материалы. -М.: Наука. 1965.

18. Виппер А.Б., Виленкин А.В., Гайснер Д.А. Зарубежные масла и присадки. -М.: Химия. 1981.

19. Волков И.К., Загоруйко Е.А. Исследование операций. -М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000.

20. Вощинин А.П., Сатаров Г.Р. Оптимизация в условиях неопределенности. -М.: Наука. 1989.

21. Галеев Э.М., Тихомиров В.М. Оптимизация. Теория. Примеры. Задачи. -М.: Эдиториал УРСС. 2000.

22. Гафт М.Г. Принятие решений при многих критериях. -М.: Знание. -1979.

23. Главати О.Л., Чердниченко Г.И. и др. Состояние и тенденции развития разработок в области присадок к маслам. // ЦНИИ информации и технико-экономических исследований нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Москва. 1978.

24. Глотов В.А., Павельев В.В. Комплексное оценивание многомерных объектов. -М.: Институт проблем управления. 1984.

25. Глущенко В.В., Глущенко И.И. Разработка управленческого решения. -Ж.: ТОО НПЦ «Крылья». 1997.

26. Голиков А.И., Коткин Г.Г. Методы решения задач многокритериальной оптимизации. -М.: ВЦ АН СССР. 1987.

27. Гольдштейн A.JI. Исследование операций: Многокритериальные задачи. -П.: Пермский государственный университет. 1995.

28. Горелик В.А., Луценко Т.П., Рулев Г.В. О некоторых классах игровых задач распределения ресурсов с негладкими критериями. —М.: ВЦ АН СССР. -1988.

29. Данилов A.M. Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. -М.: Химия. 1996.

30. Дубов Ю.А., Травкин С.И., Якимец В.Н. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем. -М.: Наука. 1986.

31. Дюмаева. Становление и развитие производства присадок к смазочным маслам. // Диссертационная работа. Уфа. 1999.

32. Емеличев В.А., Гирлих Э., Янушкевич О.А. Лексикографические оптимумы многокритериальной задачи. -Н.: Издательство института математики. ~ 1997.

33. Елтаренко Е.А., Симонов С.В. Методы решения многокритериальных задач. -М.: МИФИ. 1980.

34. Заславский Ю.С., Заславский Р.Н. Механизм действия противоизносных присадок к маслам. -М.: Химия. 1978.

35. Зб.Зангвил У.И. Нелинейное программирование. -М.: Советское радио. 1973.

36. Иванов А.И., Малявина А.В. Разработка управленческих решений. -М.: МАЭП. 2000.

37. Калинина В.Н., Панкин В.Ф. Математическая статистика. -М.: Высшая школа. 1998.

38. Калинина Э.В., Лапига А.Г., Поляков В.В. и др. Оптимизация качества.

39. Сложные продукты и процессы. -М.: Химия. 1989.

40. Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий. -М.: СИНТЕГ. -1997.

41. Карданская H.JI. Основы принятия управленческих решений. -М.: Русская Деловая Литература. 1998.

42. Карданская Н.Л. Принятие управленческого решения. -М.: «Юнити». -1999.

43. Киреева М.С., Ларионов С. А., Мовсум-заде А.Э., Григорьев Л.И. Замещенные органо-нитрильные комплексы- присадки к маслам. // Десятая Всероссийская конференция по химическим реактивам «РЕАКТИВ-97», Москва-Уфа. 1997.

44. Климов К.И., Кликин Т.И. Трансмиссионные масла. —М.: Химия. 1970.

45. Кнорринг В.И. Искусство управления. -М.: БЕК. 1997.

46. Колесников А.А. Гельфгат А.Г. Проектирование многокритериальных систем управления промышленными объектами.-М.: Энергоатом. 1993.

47. Короткое Э.М. Исследование систем управления. -М.: «ДеКа». 2000.

48. Кравцов А.В. и др. Интеллектуальные системы в химической технологии и инженерном образовании. -И.: Наука. 1996.

49. Крейн С.Э., Санина П.И., Эминова Е.А. и др. Присадки к маслам. -М.: Химия. 1968.

50. Кремер Н.Ш. Исследование операций в экономике. -М.: Юнити. 1997.

51. Кроушин М.И. Технологические свойства новых СОЖ для обработки резанием. -М.: Машиностроение. 1979.

52. Кузнецов А.В. и др. Математическое программирование. -М.: Вышэйшая школа. 1994.

53. Кулиев А.М, Присадки к смазочным маслам. -Б.: Азернефтнешр. 1960.

54. Кулиев A.M. Химия и технология присадок к маслам и топливам. -М.: Химия. 1972.

55. Саати Т.Л. Математические методы исследования операций. -М.: Военное издательство министерства обороны СССР. 1963.

56. Саврасов Ю.С. Оптимальные решения. -М.: Радио и связь. 2000.

57. Салуквадзе М.Е. Задачи векторной оптимизации в теории управления. -Т.: Мецниереба. 1975.

58. Садыхов С.И. , М.С. Керимов и др. Смазочно-охлаждающие жидкости для алмазно-абразизной обработки металлов. -Б.: ЭЛМ. 1978.

59. Смирнов Э.А. Разработка управленческих решений. -М.: Юнити. 2000.

60. Смирнов Э.А. Управленческие решения. -М.: Инфра-М. 1988.

61. Таха X. Введение в исследование операций. -М.: Мир. 1985.

62. Травкин С.И., Дубов Ю.А. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем. -М.: Наука. 1986.

63. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. -М.: Синтег. 1998.

64. Трахтенгерц Э.А. и др. Искусственный интеллект: применение в химии. -М.: Мир. 1988.

65. Трахтенгерц Э.А. Принятие решений на основе компьютерного анализа. -М.: Институт проблем управления. 1996.

66. Троул Е.М. Резание металлов. -М.: Машиностроение. 1960.

67. Ужга-Ребров О.И. Задача выбора альтернатив при интервальных значениях критериев оценки. // Автоматика и Вычислительная Техника, №1, Москва.- 1995.-С. 3-17

68. Фатхудинов Р.А. Разработка управленческого решения. -М.: ЗАО «Бизнес-школа Интел-Синтез». 1999.

69. Цыгичко В.Н. Руководителю о принятии решений. -М.: Инфра-М. -1996.

70. Шехтер Ю.Н., Крейн С.Э., Тсериха Л.Н. Маслорастворимые поверхностно-активные вещества. -М.: Химия. — 1976.

71. Шехтер Ю.Н., Крейн С.Э. Поверхностно-активные вещества из нефтяного сырья. -М.: Химия. 1971.

72. Шикин Е.В. От игр к играм. Математическое введение. -М.: Эдиториал УРСС.- 1997.

73. Шикин Е.В., Чхартишвили А.Г. Математические методы и модели в управлении. -М.: Дело. -2000.

74. Школьников В.М. Топлива. Смазочные материалы. Технические жидкости. -М.: Техинформ. 1999.

75. Эддоус М., Стэнсфилд Р. Методы принятия решений. -М.: Юнити. -1997.

76. Юкаева B.C. Управленческие решения. -М.: «Дашков и К0». 1999.

77. Arrow K.J. Social choice and individual values. 2.-ed. -New York. 1963.

78. Movsum-zade A.E., Talipov P.F., Rolnik K. Synthesis and properties of substituted and cyclic nitriles and their complexes with d- elements. // Second International Scientific Conference. Al-Azhar University, Cairo. - 1997.-116 p.

79. Rekuta Sh.P., Rolnik K.B., Talipov P.F., Movsum-zade A.E. and etc. Analysis• th of nitrile complexes with 4-elements by quantum chemistry methods. // 111.ternational Symposium on HOMOGENEOUS CATALYSIS. University of St.

80. Andrews, Scotland. 1998. - P. 1791. Сокращения

81. АСППУР автоматизированная система поддержка принятия управленческихрешений1. БД база данных

82. BJIM высококачественные легированные масла1. ЛМ легированные масла

83. ЛПР лицо принимающее решение

84. МЗ многокритериальные задачи

85. ММВ методы многокритериального выбора

86. ММО методы многокритериальной оптимизации

87. СППУР система поддержки принятия управленческих решений

88. ПО программное обеспечение

89. ППУР процесс принятия управленческих решений1. УР управленческое решение