Использование методов планирования эксперимента в оптимизации процессов

. В настоящее время наблюдается быстрый прогресс в практическом применении интеллектуальных информационных технологий, которые, в частности, используются при проектировании, разработке и эксплуатации систем мониторинга, диагностики и поддержки принятия решений по коррекции хода сложных технологических процессов (ТП). Такие про-цессы имеют определенную общую специфику, а именно:

1. Необходимость управления большим набором физических параметров. С возрастанием сложности и размерности объекта управления, с увеличением объема осведомительной инфор-мации человек-оператор теряет способность самостоятельно перерабатывать информацию в оперативном режиме (1).

2. Отсутствие масштабной инвариантности. Условия получения продукта существенно за-висят от незначительных изменений в конструкции оборудования. Например, при выращивании монокристаллов полупроводников изменение конфигурации любого элемента теплового узла может коренным образом изменить тепловую картину процесса. Это приводит к низкой эффек-тивности аналитических и численных методов моделирования процесса и, как следствие, к про-ведению серии крайне трудоемких экспериментов для оптимизации режимов выращивания (2).

3. Проблема нестабильности. Во время технологического процесса изменяется влияние параметров на его течение. Нестабильность касается как статических, так и динамических ха-рактеристик. Например, по мере роста монокристалла кардинально меняются тепловые поля внутри установки, конвекционные потоки внутри расплава и т.д.

Таким образом, управление сложным ТП во многом опирается на личный опыт операто-ров и нередко осуществляется ими на интуитивном уровне. Как правило, с потерей опытных работников на технологической линии резко снижается качество и возрастает брак выпускае-мой продукции.

С другой стороны, отсутствует единый системный подход в разработке систем монито-ринга и диагностики сложных ТП. Это можно объяснить следующими причинами:

- принципиальная невозможность единого формального описания всех возможных видов тех-нического состояния, явлений и процессов из-за применения разнообразного математического аппарата для различных целей анализа;

- наличие большого количества форм представления данных и, соответственно, типов моде-лей представления знаний об объекте мониторинга, обусловленное существованием специали-зированных подходов;

- отсутствие теоретического и экспериментального обоснования структуры и состава инфор-мационных технологий, способных обеспечить эффективное решение задач мониторинга СТС.

Исходя из вышеизложенного проблема создания на концептуальном уровне метода разра-ботки информационных технологий мониторинга, диагностики и поддержки принятия опера-тивных решений по коррекции сложных ТП является актуальной.

Цель работы – разработка с единых системных позиций метода построения информаци-онной технологии (ИТ) диагностики состояния сложного ТП с возможностью распознавания ситуаций и поддержки принятия оперативных решений по коррекции процесса.