Онлайн модель - Online model

An онлайн-модель представляет собой математическую модель, которая отслеживает и отражает завод или процесс в реальном времени, и которая реализована с некоторой формой автоматической адаптивности для компенсации деградации модели с течением времени.

Отношение к другим моделям

Онлайн-модель также иногда называют «онлайн-симулятором».^[1][2] или «онлайн-система».^[3]

Онлайн-модель связана с концепцией моделирование в реальном времени, поскольку онлайн-модель работает в в реальном времени по определению. И наоборот, a моделирование в реальном времени не обязательно является онлайн-моделью, поскольку по определению не требует адаптивности ни в состояниях, ни в параметрах.

Хотя многие модели корректируются для лучшего соответствия историческим данным, обычно это делается в кампаниях или во время первоначального проектирования, и часто это делается вручную или с помощью комбинации математических и ручных методов. Напротив, онлайн-модели включают некоторую автоматическую процедуру адаптации к новым данным процесса.

Предпосылки и контекст

Онлайн-модели являются одним из аспектов моделирование процесса это касается использования методов оценки, чтобы гарантировать, что состояние и параметры модели процесса как можно ближе соответствуют реальному предприятию.

Причины, по которым модели могут потребоваться онлайн, включают в себя невозможность найти автономные данные для всего диапазона рабочих условий или то, что процесс меняется во времени.^[4]

Оценка параметров также может использоваться в качестве метода для улавливания влияния эффектов, которые явно не моделируются, и в этом случае параметрам может потребоваться принять значения, которые отличаются от значений в учебниках или таблицах.

Использует

Онлайн-модель, как определено здесь, имеет то полезное свойство, что она очень похожа на реальную установку, и по этой причине онлайн-модель может быть использована в любое время для оценки запланированных изменений в операциях, либо для управления, для оптимизации и для различных операционных задач, чтобы быть исполненным. Затем его можно использовать, среди прочего, для мониторинга в реальном времени, устранения узких мест или перепроектирования завода,^[5] или для анализа «что, если».

Анализ тенденций того, как оцениваемые параметры и состояния в обновленной модели менялись с течением времени, сам по себе может быть полезен для обнаружения ошибок или событий, которые произошли во время работы и повлияли на установку.

Методы

Концепция онлайн-моделей берет свое начало в техника управления.

Онлайн-модели имеют три общих черты:

• подавая на модель те же сигналы управления и возмущения, что и на завод,
• синхронизация часов моделирования с часами реального мира, и
• адаптивность: регулировка состояний и / или параметров через равные промежутки времени по результатам измерений.

Одним из важных аспектов внедрения модели в Интернет является оценка параметров. В каком-то смысле параметры онлайн-модели должны соответствовать реальному объекту, чтобы модель стала полезным аналогом. Идентификация системы и теория оценки описать методы оценки значений неизвестных параметров.

Использование наблюдателей, таких как Фильтр Калмана или оценщик подвижного горизонта, можно сделать оценка состояния, обновление состояния модели, чтобы гарантировать, что измеренные и смоделированные выходные данные остаются максимально близкими с течением времени.

Можно комбинировать оценку состояния и параметров, например, используя расширенный фильтр Калмана.

Математические модели процессов могут использоваться для проектирования на этапе проектирования перед строительством всего или части технологической установки, но модели не могут быть переведены в онлайн на этом этапе, поскольку отсутствуют данные о процессе, которые можно было бы передать в модель. При использовании возникает соблазн повторно использовать модель, использованную на этапе проектирования, для задач эксплуатации, управления и оптимизации. Такое повторное использование моделей часто называют «симуляторами жизненного цикла».^[5][6]

Альтернативный способ получения онлайн-модели - создать ее с нуля для этой цели. Преимущество этого подхода в том, что такие проблемы, как сложность и скорость моделирования, могут быть адаптированы к потребностям онлайн-использования.

Приложения

Онлайн-модели используются в

• прогноз погоды, где используемые методы часто называют ассимиляция данных,
• моделирование коллектора, где используемые методы часто называют (автоматическим) сопоставлением истории,
• модельное управление, например нелинейное прогнозирующий контроль модели, где адаптивность в состояниях и параметрах модели часто вводится путем использования расширенного Фильтр Калмана,^[7] И в
• моделирование процесса, где такие модели иногда называют «симуляторами жизненного цикла». ^[5][6]

1. "SIMONE Research Group s.r.o. - Решения для моделирования и оптимизации в газовой промышленности".
2. Дэвис, Уэйн Дж. (1998). «Онлайн-моделирование: необходимость и меняющиеся потребности в исследованиях». Справочник по моделированию: 465–516. Дои:10.1002 / 9780470172445.ch13. ISBN  9780470172445.
3. «Дом - OnePetro».
4. Ferreira, P.M .; Руано, А.Э. (2009). «Онлайн-методы скользящего окна для адаптации модели процесса». IEEE Transactions по приборостроению и измерениям. 58 (9): 3012–3020. Дои:10.1109 / TIM.2009.2016818.
5. [1]
6. «Дом - OnePetro».
7. «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2012-04-25. Получено 2011-10-11.