Многоуровневое моделирование потока - Multilevel Flow Modeling
Многоуровневое моделирование потоков (MFM) - это структура для моделирования промышленных процессов.
MFM - это разновидность функционального моделирования, использующая концепции абстракции, декомпозиции и функционального представления. Подход рассматривает цель, а не физическое поведение системы как ее определяющий элемент. MFM иерархически разделяет функции системы по измерениям «средства-цель» и «целая часть» по отношению к предполагаемым действиям. Функции синтаксически моделируются отношениями фундаментальных концепций, составляющих часть подсистемы. Каждая подсистема рассматривается в контексте системы в целом с точки зрения цели (цели) ее функции (средств) в системе. Использование только нескольких фундаментальных концепций в качестве строительных блоков позволяет качественно рассуждать об успехе или неудаче действия. MFM определяет язык графического моделирования для представления объединенных знаний.
История
MFM возник как язык моделирования для описания того, как люди-операторы идентифицируют и обрабатывают неизвестные рабочие ситуации, чтобы улучшить дизайн человеко-машинных интерфейсов.
Синтаксис
MFM описывает функцию системы как средства для достижения определенной цели с точки зрения потока массы и энергии. Поток является определяющим элементом для основных концепций функций. Концепции транспорта и барьера играют наиболее важную роль, поскольку они связывают пары других типов функций, отражая физические потоки в системе. Раковина и исходные функции отметьте границы рассматриваемой системы и в конце или начале потока. Концепции хранения и балансировки могут быть как точками сбора, так и точками разделения для нескольких потоков.
Соответственно, допустимый синтаксис MFM требует транспорта или барьера, связывающего две функции остальных четырех типов. В дополнение к потоку в рамках одной перспективы (масса или энергия) MFM связывает влияние между массой и энергией отношениями средство-цель (посредник и производитель-продукт), а также причинно-следственными связями, вводимыми способом управления системой с использованием отдельные структуры потока управления.
Диагностическая информация о причинно-следственной связи между аномальными состояниями в системе выводится из физического эффекта между функциями. Петерсен различает прямое и косвенное влияние между функциями:
- Прямое влияние - это эффект переноса массы или энергии от восходящей функции и передачи ее нижестоящей функции.
- Косвенное влияние, с другой стороны, происходит от различных физических реализаций и представлено отношением влияния или участия другой функции к транспорту. На состояние транспорта может повлиять, например, ненормальное состояние, влияющее на последующее хранилище, в то время как состояние не будет затронуто участвующим.
В соответствии с лежащей в основе физической интерпретацией правила вывода для всех возможных схем потоковых функций были установлены. Чжан собрал эти шаблоны и предполагаемую причинность.
пример
Диаграмма MFM теплового насоса отражает общую цель ( cob2 ) поддержания уровня энергии на постоянной теплой стороне. Структура потока энергии efs2 показывает функцию системы с наиболее распространенной (энергетической) точки зрения, которая далее разлагается в массовом потоке хладагента ( mfs1 ) как средства для желаемого переноса энергии. Дальнейший иерархический анализ дает efs1, который представляет энергию, необходимую для насоса как средства для создания части массового расхода. Операционные ограничения, вводимые системами управления, такими как контроллер расхода воды, моделируются cfs1 и контроллером температуры cfs2 .
заявка
Были предложены решения на основе MFM для многих аспектов промышленной автоматизации. Направления исследований включают:
- Заводская диагностика
- Управление сигнализацией
- Оценка риска
- Автоматическая генерация процедуры