تحسين العمليات

الموسوعة الحرة

تحسين العمليات هو علم تعديل العمليات لتحقيق الاستخدام الأمثل لمجموعة محددة من المعايير دون تجاوز أي قيود. ومن الأهداف الشائعة تقليل التكاليف وزيادة الإنتاجية و/أو الكفاءة. يُعد تحسين العمليات أحد أهم الأدوات الكمية في اتخاذ القرارات الصناعية . [ 1 ]

عند تحسين عملية ما، يكون الهدف هو تعظيم واحد أو أكثر من مواصفات العملية، مع الحفاظ على جميع المواصفات الأخرى ضمن قيودها. ويمكن تحقيق ذلك باستخدام أداة تحليل العمليات ، واكتشاف الأنشطة الحرجة والاختناقات، والعمل عليها فقط. [ 2 ]

المناطق

بشكل أساسي، هناك ثلاثة معايير يمكن تعديلها لتحقيق الأداء الأمثل. وهي:

  • تحسين المعدات

تتمثل الخطوة الأولى في التحقق من استخدام المعدات الحالية على أكمل وجه من خلال فحص بيانات التشغيل لتحديد نقاط الاختناق في المعدات. [ 1 ]

  • إجراءات التشغيل

قد تختلف إجراءات التشغيل اختلافًا كبيرًا من شخص لآخر أو من وردية عمل لأخرى. ويمكن أن يُسهم تشغيل المصنع آليًا بشكل كبير في تحسين الأداء. ولكن لن يكون للتشغيل الآلي أي فائدة إذا تولى المشغلون زمام الأمور وأداروا المصنع يدويًا.

  • تحسين التحكم

في مصنع معالجة نموذجي، مثل مصنع كيميائي أو مصفاة نفط ، توجد مئات أو حتى آلاف من حلقات التحكم. كل حلقة تحكم مسؤولة عن التحكم في جزء واحد من العملية، مثل الحفاظ على درجة الحرارة أو المستوى أو التدفق. [ 3 ]

إذا لم يتم تصميم حلقة التحكم وضبطها بشكل صحيح، فإن العملية ستعمل دون المستوى الأمثل. ستكون تكلفة تشغيل العملية أعلى، وستتلف المعدات قبل الأوان. لكي تعمل كل حلقة تحكم على النحو الأمثل، من المهم تحديد مشاكل المستشعرات والصمامات والضبط. وقد وُثِّق جيدًا أن أكثر من 35% من حلقات التحكم تعاني عادةً من مشاكل.

تُسمى عملية المراقبة المستمرة وتحسين المصنع بأكمله أحيانًا بالإشراف على الأداء.

تحكم متقدم وتحسين فوري

تستطيع أساليب التحكم المتقدمة في العمليات الاستفادة بفعالية من متغيرات وقيود متعددة للعملية بدلاً من معالجة كل حلقة تحكم على حدة. فعلى سبيل المثال، يستخدم التحكم التنبؤي القائم على النموذج نموذجًا ديناميكيًا للعملية للتنبؤ بسلوكها وتحديد إجراءات التحكم المثلى ضمن حدود التشغيل المحددة. [ 4 ]

يعمل التحسين في الوقت الفعلي عادةً فوق طبقة التحكم التنظيمي الأساسية . ويستخدم قياسات العمليات في الوقت الفعلي، ونماذج التوأم الرقمي، وقيود التشغيل، وهدفًا اقتصاديًا لحساب أهداف التشغيل المحسّنة. ويمكن بعد ذلك تنزيل هذه الأهداف إلى نظام تحكم متقدم أو عرضها على مشغلي المصنع. [ 5 ]

تعتمد دقة نتائج التحسين على جودة القياسات ومدى دقة تمثيل النموذج للمصنع الفعلي. ويمكن أن تؤدي التغييرات في تركيبة المواد الأولية، أو حالة المعدات، أو أداء الأجهزة، أو نمط التشغيل إلى اختلافات بين سلوك العملية المتوقع والفعلي. [ 5 ]

قياسات العمليات والتحليل عبر الإنترنت

تعتمد عملية تحسين العمليات عادةً على قياسات مثل درجة الحرارة والضغط والتدفق والمستوى والخصائص الفيزيائية والتركيب الكيميائي. في المصانع الكيميائية ومصافي النفط، توفر أجهزة تحليل العمليات المتصلة بالإنترنت قياسات مستمرة وفورية لتدفقات العمليات، مما يتيح مراقبة الخصائص الفيزيائية ومعايير التركيب الكيميائي التي تُحدد عادةً عن طريق التحليل المختبري بشكل مستمر واستخدامها مباشرةً للتحكم في العمليات وتحسينها. [ 3 ]

عندما يتعذر قياس خاصية ما بشكل مستمر، يمكن للمستشعر البرمجي تقديرها من قياسات العملية الأخرى المتاحة. ويمكن للمستشعرات البرمجية استخدام النماذج الفيزيائية أو العلاقات الإحصائية أو أساليب التعلم الآلي. وقد تنخفض دقتها عندما تخرج ظروف العملية عن النطاق المحدد في النموذج الرياضي. [ 6 ]

يمكن للقياسات عبر الإنترنت أن تقلل من التأخير بين تغيير العملية وتوفر معلومات الجودة. وتعتمد فائدتها على التركيب والمعايرة والصيانة الصحيحة، وسرعة الاستجابة، وما إذا كانت العينة المقاسة تمثل الواقع تمثيلاً دقيقاً.

تحسين عملية التقطير الخام

في مصافي النفط ، يمكن تطبيق تحسين العمليات بفعالية على وحدة التقطير الجوي للنفط الخام لتحسين أداء التقطير من خلال الجمع بين الذكاء الاصطناعي والتعلم العميق المعزز وتحليل النفط الخام في الوقت الفعلي. ويمكن أن تؤثر التغيرات في خصائص النفط الخام على حمل الفرن، وملامح درجة حرارة العمود، ونقاط فصل المنتجات، وأداء الفصل. [ 7 ]

يمكن استخدام قياسات العمليات ونماذج المحاكاة وأنظمة التحكم المتقدمة معًا لضبط ظروف التشغيل مع تغير جودة المواد الخام ومتطلبات الإنتاج. وقد يعكس الوضع الأمثل اقتصاديًا إنتاجية المنتج وتكاليف الطاقة وقيود المعدات ومواصفات جودة المنتج والقيود البيئية. [ 1 ]

يمكن تطبيق التعلم العميق المعزز على تحسين وحدة التقطير الجوي (CDU) من خلال تمكين وكيل الذكاء الاصطناعي من تقييم إجراءات التشغيل وفقًا لأهداف أداء محددة. قد تشمل هذه الأهداف زيادة إنتاجية المقطرات القيّمة، وتقليل استهلاك الطاقة، والحفاظ على مواصفات المنتج، وتحسين استقرار تحويل النفط الخام، أو تحقيق أفضل نقطة تشغيل اقتصادية شاملة. [ 8 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 إدغار، توماس ف.؛ هيملبلاو، ديفيد م.؛ لاسدون، ليون س. (2001). تحسين العمليات الكيميائية (  الطبعة الثانية). ماكجرو هيل. ISBN 978-0-07-039359-2.
  2. ^ فان دير آلست، ويل إم بي (2016). تعدين العمليات: علم البيانات في العمل ( الطبعة الثانية). سبرينغر. دوى : 10.1007/978-3-662-49851-4 . رقم ISBN  978-3-662-49850-7.
  3. 1 2 سيبورغ، ديل إي.؛ إدغار، توماس إف.؛ ميليشامب، دنكان إيه.؛ دويل، فرانسيس جيه. (2017). ديناميكيات العمليات والتحكم (الطبعة الرابعة ). جون وايلي وأولاده. ISBN  978-1-119-28591-5.
  4. ↑ تشين، إس. جو؛ بادجول، توماس أ. (2003). "دراسة استقصائية لتكنولوجيا التحكم التنبؤي بالنموذج الصناعي". ممارسة هندسة التحكم . 11 (7): 733-764 . doi : 10.1016/S0967-0661(02)00186-7 .
  5. 1 2 داربي، مارك ل.؛ نيكولاو، مايكل؛ جونز، جوناثان؛ نيكلسون، ديفيد (2011). "التحسين في الوقت الحقيقي: نظرة عامة وتقييم للممارسات الحالية". مجلة التحكم في العمليات . 21 (6): 874-884 . doi : 10.1016/j.jprocont.2011.03.009 .
  6. ↑ كادليك، بيتر؛ غابريس، بوغدان؛ ستراند، سيبيل (2009). "المستشعرات البرمجية القائمة على البيانات في الصناعات التحويلية". الحوسبة والهندسة الكيميائية . 33 (4): 795-814 . doi : 10.1016/j.compchemeng.2008.12.012 .
  7. ↑ جونز، ديفيد إس جيه؛ بوجادو، بيتر آر. (2006). دليل معالجة البترول . سبرينغر. ISBN 978-1-4020-2819-9.
  8. ↑ دليل تحسين وحدة توزيع الهواء (ملف PDF) (تقرير). شركة مودكون سيستمز المحدودة. يونيو 2026. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يوليو 2026 .