Электролизер как составная часть иерархической системы.

Мы часто произносим или слышим такие фразы: «больной электролизер», «молодой электролизер», «старый электролизер» не задумываясь о глубинной сути, заложенной в этих словосочетаниях. Но если мы посмотрим на электролизер как на сложную систему, состоящую из множества подсистем, которые, взаимодействуя друг с другом на границах разделов, вызывают изменения свойств этих подсистем, то мы обнаружим справедливость уподобления электролизера сложной самоорганизующейся системе или организму. Так электролизер имеет момент рождения и смерти, достигает в определенный период своего расцвета – наивысшей производительности, подвержен различным отклонениям – болезням и, наконец, как самоорганизующаяся система имеет определенный запас устойчивости.

Выделим в электролизере основные подсистемы:

1. Анод;

2. Катод;

3. Электролит;

4. Металл.

Раскроем состав подсистем:

1. Анод:

1.1 Анодная масса (АМ);

1.2 Штыри;

1.3 Кожух;

1.4 Подколокольное пространство и газосборный колокол

2. Катод:

2.1 Подовые блоки;

2.2 Подовая масса;

2.3 Огнеупоры;

2.4 Теплоизоляция;

2.5 Компенсация;

2.6 Блюмсы;

2.7 Материал соединении блюмс-блок;

2.8 Подушка;

2.9 Бровка;

2.10 Кожух;

2.11 Бортовые блоки

3. Электролит:

3.1 МПР;

3.2 Пространство борт-анод;

3.3 Настыль;

3.4 Корка + глинозем;

3.5 Осадок +коржи;

4. Металл:

4.6 Уровень;

4.7 Сортность;

4.8 ФРП;

4.9 Поля – температурное, электрическое, магнитное

Конечно, такое разделение носит условный характер, не все подсистемы перечислены, каждая из подсистем имеет внутри себя еще не одно вложение. Но для решения задачи  диагностики будем считать, что этого достаточно.

Ну а теперь посмотрим, как вписывается электролизер во внешний мир. Мы знаем что электролизеры, включенные последовательно, составляют серию, несколько серий составляют цех, из цехов образуется завод, а заводы входят в какую-либо компанию.

Таким образом, электролизер сам, являясь сложной самоорганизующейся системой, является частью еще более сложной системы – компании.  Но по  общей теории систем главная цель любой системы – самосохранение. Для компании это выражается в получении прибыли - будет прибыль, будет существовать компания. У электролизера как составной части иерархической системы есть две цели: главная – самосохранение; и функциональная - обеспечение главной цели вышестоящей системы – получение прибыли.

Задачи оптимизации процессов, такие как: устранение брака, сокращение числа несоответствий и снижение количества отклонений (дефектов) технологии в электролизном производстве наиболее эффективно можно решить при помощи методов: FMEA - «Анализ видов и последствий потенциальных отказов» [1] и SPC - «Статистическое управление процессом».

FMEA – это реализация принципов непрерывного стремлени к усовершенствованию продукции путем постоянного улучшения технологии электролиза. Это аналитический метод, используемый для выявления потенциальных «узких мест» в конструкциях, процессах так и во всей системе. Это функциональный анализ «сверху вниз», который концентрируется на потенциальных отказах, связанных с выполняемыми функциями на уровне системы, подсистем и более узких мест. FMEA –системный комплекс действий, предназначенный для:

1. распознавания и оценки (ранжирования) потенциальных отказов продукции / процессов и последствий;

2. определение действий, которые могли бы устранить или снизить шансы возникновения потенциальных отказов;

3. документирование этого процесса.

Системный комплекс FMEA подразделяется на DFMEA – конструкции, PFMEA – процесса и SFMEA – системы. Метод процесса FMEA последовательно реализует процедуру по устранению рисков возникновения дефектов и планирования надлежащих мер управления для обеспечения удовлетворенности потребителя.

Метод SPC предназначен для анализа воспроизводимости, возможностей процесса и статистического управления процессами на основе контрольных карт.

Для реализации метода FMEA в электролизе необходимо обеспечить контроль различных видов потенциальных отказов и причин (механизмов) их вызывающих. Как известно, в виду особенностей электролиза (высокой температуры и агрессивной среды) контроль основных технологических параметров электролиза затруднен, и обеспечить выявление технологических отклонений с помощью приборов невозможно. Поэтому производство алюминия испытывает потребность в автоматизированных  системах анализа, позволяющих проводить глубокую оценку технологии электролиза с целью выявления отклонений (дефектов) и причин, их вызывающих. ООО «ИТЦ» при участии фирмы ООО «Маяк ПКФ» разработало экспертную систему диагностики технологического состояния и отклонений в работе электролизера для алюминиевых заводов.