用于计算工业设备的生产率的系统和方法_2

文档序号:9476273阅读:来源:国知局
BE对设备模块-数据库AM-DB和关联元件-数据库VE-DB进行存取。在设备模块-数据库AM-DB中,对于多个不同的设备模块AM分别存储所属的状态时间份额分布ZZAV。设备模块AM可以是简单的或者基本的设备模块,例如阀或者栗,或者是较复杂的设备部件或者分系统,其由基本的设备模块组成。每个设备模块AM模型化可配置的工业设备中的所属设备部件。工业设备例如是用于制造一个或者多个最终产品的设备。例如,工业设备可以是IGCC 设备(Integrated Gasificat1n Combined Cycle:整体煤气化联合循环)。IGCC 设备是一种设备,在所述设备中原始燃料,诸如煤、生物质和废物在汽化器中在亚化学计量的情况下转换成高能燃气。产生的原料燃气在此冷却,其中来自于放热的气化过程的废热被引导到工业设备的水蒸汽循环中。原料燃气可以被清洁并且在此通过脱硫设备以及相应的过滤器。此外,该燃气在燃气轮机中燃烧。除了由合成燃气发电,可以生成其他的物质产品,尤其是氢气或甲醇、推进剂或者合成天然气。这样的工业设备由多个设备部件组成,所述多个设备部件尤其通过管道和线路相互连接。IGCC设备例如包括磨煤机、贮仓、烟灰水系统和煤气发生炉,其中煤气发生炉提供未加工的合成燃气,未加工的合成燃气可以被再加工,以便最后被输送给燃气轮机的燃烧室。磨煤机例如磨碎煤,其中已磨碎的煤中间存放在特殊的容器或者贮仓中,氮气位于所述特殊的容器或者贮仓中,以便防止爆炸。已磨碎的中间存放的煤被输送给煤气发生炉,所述煤气发生炉产生合成燃气。煤气发生炉连接到烟灰水系统上以用于其清洁。多个设备部件可以构成整个工业设备的技术分系统。例如,分系统的设备模块AM可以由基本设备部件的相互关联的设备模块组成。
[0030]每个设备模块AM具有至少两个离散的运行状态。例如,设备模块AM具有第一运行状态和激活的第二状态,在所述第一运行状态中该设备模块是未激活的并且不产出产品或者中间产品,在所述第二状态中该设备模块产出产品或者中间产品给连接在后面的设备部件。在该简单的例子中,设备部件在未激活的第一运行状态中具有0%的关于相应中间产品的生产率P并且在第二运行状态中具有100%的关于相应中间产品的生产率P。工业设备的设备部件可以产出一个或者多个中间产品。工业设备的较复杂的分系统或者所组成的设备部件可以具有较高数目的不同的离散运行状态,其中对于每个运行状态对于相应的由设备部件产出的中间产品可以说明生产率大小。对于设备部件,状态时间份额分布ZZAV分别代表相应设备模块AM的至少两个离散的运行状态,其中说明在运行时间上的时间份额ZA,在该时间份额期间设备模块AM处于相应的离散的运行状态中。例如,在图5中所示的简单的例子中,第一设备模块AM-1以在其运行时间上的90%的时间份额ZA处于在其中第一设备丰旲块具有关于其最终广品的100%的生广率P的运彳丁状态中,并且仅仅以其运彳丁时间的10%处于在其中不产出任何产品(P = 0%)的运行状态中。设备部件的占大多数的份额具有未激活的运行状态。运行时间上的在其中设备模块AM处于未激活的运行状态中的时间份额ZA可以包括经规划的时间份额和未经规划的时间份额。预给定的经规划的时间份额包括用于在相应的设备模块上执行维护和修理措施的时间份额。未经规划的时间份额可以设置用于设备模块AM中的失效事件。在图5中所示的简单的例子中,设备模块AM-1在其运行时间的10%期间处于未激活的运行状态中并且生产最终产品的0%。该10%的时间份额可以由例如5%的经规划的时间份额一一在其中维护或者修理设备模块AM-1—一并且由被设置用于可能的失效事件的时间份额组成。例如,该被设置用于失效事件的时间份额可以包括运行时间的5%。被设置用于失效事件的时间份额可以根据对于工业设备的相应设备部件存在的经验值或者历史数据来估计或者计算。此外,被设置用于失效事件的时间份额可以与其他参数相关,例如与相应设备模块AM的生命周期或者老化、以及与工业设备的参数或者环境参数相关。例如,对于已经使用的设备模块可以在设计被设置用于失效事件的时间间隔或者时间份额时一同考虑该设备模块的寿命或者运行时间,该设备模块从另外的设备拆卸或者被安装用于待建造的新设备。如果待安装的设备模块AM-1已经具有超过数年的运行时间,则要设置用于失效事件的时间份额ZA相比于同类的新安装到工业设备中的设备模块的情况应该更高地设定。经规划的在其中设备模块处于未激活的运行状态中的时间份额可以根据针对相应设备部件的维护或修理规划来调节或者改变。对于每个在设备模块-数据库AM-DB中设置的设备模块AM可以保存相应的状态时间份额分布ZZAV作为数据记录。在一种可能的实施方式中,在所存储的状态时间份额分布ZZAV中说明的、用于设备模块AM的不同运行状态的时间份额ZA是可调节的。在一种可能的实施方式中,状态时间份额分布ZZAV的调节通过用户经由如图1中所示的用户接口 UI来实现。此外,不同设备模块AM的状态时间份额分布ZZAV可以根据工业设备的所模拟的设备参数AP或者根据所模拟的环境参数UP来改变ZZAV (AP)0例如,当在工业设备的内部存在的压力减小或者增加时可以改变状态时间份额分布ZZAV。此外,设备模块AM的状态时间份额分布ZZAV可以根据工业设备的环境温度(UP=T)变化ZZAV (UP)0
[0031]如果例如应该在沙漠中建造工业设备,在沙漠中存在高的温度T和高的温度波动△ T,则对于分配给工业设备的设备部件的每个设备模块AM可以在设备模块-数据库AM-DB中保存对于高的环境温度适合的状态时间份额分布ZZAV。因此,设备模块AM的状态时间份额分布与基于所属设备部件AK的老化的寿命LZ、与工业设备的内部设备参数AP以及与环境参数UP、例如占主导的外部温度相关ZZAV (LZ,AP, UP)。
[0032]此外,设备部件的状态时间份额分布ZZAV可以与针对相应设备部件AK的维护规划相关。如果例如对于一周内的确定的日期设置设备部件上的维护或者修理,则设备部件的状态时间份额分布ZZAV可以对于100%生产率(P=100%)的第一运行状态具有该维护日期上的0%的时间份额ZA并且对于具有0%生产率(P=0%)的第二运行状态具有该维护日期上的100%的时间份额ZA。可以给工业设备的每个物理设备部件或者工业设备的每个分系统分配具有所属的状态时间份额分布ZZAV的相应设备模块AM。
[0033]在计算系统B-SYS中,设备模块AM的状态时间份额分布ZZAV通过关联元件VE手动地或者半自动地被关联成工业设备的布局模型。在此,所述关联根据工业设备的经规划的或者可能的配置例如手动地进行,也即关联元件VE根据该配置通过用户例如借助计算系统B-SYS的用户接口 UI来选择。在一种可能的实施方式中,设备模块AM——其分别将工业设备的设备部件或者分系统表示为数据模型一一以及关联元件VE借助图形编辑器通过用户经由关联线相互关联以便生成工业设备的布局数据模型。设备模块可以从设备模块库中挑选。在一种可能的实施方式中,借助编辑器生成的布局模型可以存储在系统B-SYS的数据存储器MEM中。接着,基于所生成的布局模型通过计算单元BE计算工业设备的关于至少一个最终产品的生产率。因此,通过计算,所规划的工业设备的关于至少一个最终产品一一例如化学的、生物学的、电的、医药的最终产品一一的生产率通过计算单元BE基于工业设备的布局数据模型来模拟。从设备模块-数据库AM-DB选择设备模块AM以及从关联元件-数据库VE-DB选择所使用的关联元件VE优选借助图形编辑器、例如基于Vis1的RAM(可靠性、可用性、可维护性)布局编辑器来实现。该布局编辑器能够实现在工业设备的设备模块或者分系统之间的互连或者关联的模型化。优选借助图形用户接口 UI在屏幕上向用户显示布局编辑器。不同的设备模块AM可以放置在接口 UI的屏幕上并且借助关联元件VE相互关联。从关联元件-数据库VE-DB选择的关联元件VE可以包括算术关联元件和/或逻辑关联元件。所选择的设备模块AM和关联元件VE可以通过关联线相互连接以创
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