Введение
В теории управления, передовой контроль процессов (APC) охватывает широкий спектр методов и технологий, внедряемых в системы управления промышленными процессами. Продвинутые системы контроля процессов обычно развертываются опционально, в дополнение к базовым системам контроля процессов. Базовые системы контроля процессов проектируются и создаются вместе с самим процессом для обеспечения базовой эксплуатации, контроля и автоматизации. Продвинутые системы контроля процессов, как правило, добавляются впоследствии, часто в течение многих лет, для решения конкретных задач по повышению производительности или экономической эффективности процесса. Контроль процессов (базовый и продвинутый) обычно применяется в отраслях перерабатывающей промышленности, включая химическую, нефтехимическую, нефте- и минеральную переработку, пищевую промышленность, фармацевтику, энергетику и т.д. Эти отрасли характеризуются непрерывными процессами и обработкой жидкостей, в отличие от дискретного производства деталей, например, в автомобильной и электронной промышленности. Термин "автоматизация процессов" по сути является синонимом "контроля процессов". Системы контроля процессов (как базовые, так и продвинутые) реализуются в системе управления процессом, которая может представлять собой распределенную систему управления (DCS), программируемый логический контроллер (PLC) и/или компьютер диспетчерского управления. DCS и PLC обычно обладают повышенной надежностью и устойчивостью к отказам в промышленных условиях. Компьютеры диспетчерского управления часто не обладают повышенной надежностью или устойчивостью к отказам, но обеспечивают более высокий уровень вычислительной мощности системы управления для размещения ценных, но не критически важных, продвинутых приложений контроля. Продвинутые системы контроля могут размещаться как в DCS, так и в компьютере диспетчерского управления, в зависимости от конкретного применения. Базовые системы контроля размещаются в DCS и ее подсистемах, включая PLC.
Связанные технологии
Следующие технологии связаны с APC и в некоторых контекстах могут рассматриваться как часть APC, но обычно являются отдельными технологиями, имеющими свои собственные (или нуждающимися в собственных) статьи в Википедии. Статистический контроль процессов (SPC), несмотря на название, гораздо чаще применяется в производстве дискретных деталей и управлении партийным производством, чем в непрерывном управлении процессами. В SPC термин "процесс" относится к процессу работы и контроля качества, а не к непрерывному управлению процессами. Управление партийным производством (см. ANSI/ISA 88) используется в непостоянных партийных процессах, таких как производство многих фармацевтических препаратов, химических веществ и продуктов питания. Оптимизация на основе моделирования использует динамические или статические компьютерные модели процессов для определения более оптимальных рабочих целей в реальном времени, то есть на периодической основе, от часовой до ежедневной. Это иногда рассматривается как часть APC, но на практике это все еще развивающаяся технология и чаще относится к MPO. Планирование и оптимизация производства (MPO) – это текущая бизнес-деятельность, направленная на достижение оптимальных рабочих целей, которые затем реализуются в производственной организации вручную или, в некоторых случаях, автоматически передаются в систему управления процессами. Система обеспечения безопасности (Safety Instrumented System) – это система, физически и административно независимая от системы управления процессом, предназначенная для обеспечения базовой безопасности процесса.
APC Бизнес и профессионалы
Тех, кто отвечает за проектирование, внедрение и обслуживание приложений APC, часто называют инженерами APC или инженерами по управлению приложениями. Как правило, их образование определяется областью специализации. Например, в отраслях перерабатывающей промышленности многие инженеры APC имеют образование в области химической инженерии, сочетая знания в области управления процессами и химической технологии. Большинство крупных производственных предприятий, таких как нефтеперерабатывающие заводы, используют ряд специалистов по системам управления, охватывающих области от полевых приборов и регуляторных систем управления (DCS и PLC) до продвинутого управления процессами, а также сети и безопасности систем управления. В зависимости от размера предприятия и конкретных условий, эти специалисты могут отвечать за несколько областей или быть специалистами в каждой из них. Кроме того, существует множество сервисных компаний в области управления процессами, которые можно нанять для поддержки и оказания услуг в каждой из этих областей.
Искусственный интеллект и управление процессами
Использование методов искусственного интеллекта, машинного обучения и глубокого обучения в системах управления процессами также рассматривается как современный подход к управлению, в котором интеллект применяется для дальнейшей оптимизации рабочих параметров. Долгое время операции и логика в системах управления процессами нефтегазовой отрасли основывались исключительно на физических уравнениях, определяющих параметры, а также на взаимодействии операторов, основанном на опыте и инструкциях по эксплуатации. Алгоритмы искусственного интеллекта и машинного обучения способны анализировать динамические условия эксплуатации, выявлять закономерности и предлагать оптимизированные параметры, которые могут либо напрямую корректировать логические параметры, либо давать рекомендации операторам. Вмешательство таких интеллектуальных моделей способствует оптимизации затрат, объемов производства и безопасности.