и почему все инженеры-технологи должны об этом беспокоиться
Aspen HYSYS - одно из самых известных программ для моделирования процессов, которое знают и используют большинство инженеров-технологов. В этом блоге я рассмотрю 3 подхода к автоматизации, используя реальные бизнес-задачи. Прежде чем я начну объяснять подходы, позвольте мне подробнее остановиться на том, почему я думаю, что это так важно.
Важность:. С развитием искусственного интеллекта и компьютерных технологий вы можете услышать цитату о том, что в следующие 10 лет почти не будет рабочих мест для людей. Это звучит пугающе и в настоящее время к вам не относится. Давайте подумаем, как это может и произойдет.
Начиная с задач автоматизации, за последние несколько лет это значительно расширилось по всем рабочим аспектам. Я наблюдал, как небольшие и крупные компании поощряют своих сотрудников переводить повторяющуюся работу в режим автоматизации. Инженерное программное обеспечение начинает меняться от электронных таблиц к собственному инструменту, который автоматически связывает HYSYS напрямую с программным обеспечением. Как опытный инженер-технолог, мы прикладываем все меньше и меньше усилий к определению размеров оборудования и расчетам технологического процесса. Я не могу себе представить, как молодые инженеры в ближайшем будущем могут столкнуться с подобным опытом грязных рук, который был у меня в прошлом, поскольку они могут приходить без каких-либо знаний, а программное обеспечение будет делать почти все за него / нее. Рано или поздно это придет к вам, так что давайте научимся автоматизировать это в качестве первого шага!
Цель этого письма - задокументировать и поделиться тем, что я пытался автоматизировать моделирование HYSYS для своего проекта. Возможно, это будет полезно для других, у кого есть подобная проблема, как у меня. Ниже представлена таблица, которую я стремлюсь установить при запуске различных кейсов в HYSYS в одной схеме обработки оборудования. Эта сводная таблица необходима для определения того, какой вариант будет выбран для определения H&MB и рабочих диапазонов для определения размеров оборудования.
Предыстория. Одна из проблем, с которыми я обычно сталкиваюсь в своей карьере инженера-технолога, заключается в том, что необходимо учитывать очень большое количество рабочих сценариев. Это часто происходит из-за неопределенности в прогнозе подземного коллектора, изменений в стратегии смешивания добычи и многих других причин. Например, случай с низкой входящей температурой (низкая температура морского дна) приведет к максимальной нагрузке на теплообменник сырой нефти, с другой стороны, случай с высокой температурой морского дна часто будет определять параметры мощности компрессора. Нам, как главному инженеру-проектировщику завода, необходимо будет тщательно определить все рабочие параметры, чтобы охватить эти случаи, чтобы убедиться, что у нас нет ни одного корпуса, который нам придется эксплуатировать и с которым мы будем жить, но оборудование не предназначено для этого.
Экономическое обоснование: Специально для моего проекта, исходя из данных разведочных скважин и широкого диапазона коллекторов в природе, смешения газов различного состава, API конденсата, соотношения газ-конденсат (CGR ) с газовых платформ, состав нефти, разнообразие газового состава с нефтяных платформ, содержание CO2 и колебания температуры морского дна могут так или иначе повлиять на конструкцию оборудования. Сочетание этих факторов приводит к тому, что общее количество случаев моделирования HYSYS, которые должны быть рассмотрены, составляет 64, как показано в таблице ниже.
Раньше мы обычно пытались сократить количество случаев, используя некоторую инженерную оценку. Например, можно предположить, что случай с высоким содержанием конденсата по API случайно произойдет с случаем с высоким содержанием API. Однако я считаю, что сокращение числа случаев может быть неправильным подходом, поскольку результат смешивания композиций трудно предвидеть, и это может привести к проблемам с упущением из виду для некоторых важных рабочих случаев. С другой стороны, если бы эти трудоемкие задачи можно было автоматизировать, можно было бы разработать более надежный систематический подход.
Параметры автоматизации. В этой работе я рассмотрел три варианта:
1. Использование программы Petroleum Expert RESOLVE
2. Использование пакета управления Python GUI.
3. Использование Excel Visual Basic для приложений с надстройкой библиотеки типов HYSYS.
Окончательное решение, которое я выбрал для реализации, представляет собой комбинацию №2 и №3.
Для первого варианта программа PetEx RESOLVE обеспечивает хорошее взаимодействие между HYSYS и другим программным обеспечением, таким как Excel, Pipesim или GAP. Изучив это некоторое время, я считаю, что этот вариант не подходит для моей проблемы. В основном, программное обеспечение больше ориентировано на глобальную оптимизацию (моделирование от скважин до перерабатывающих предприятий) и прогнозирование результатов для различных темпов добычи на основе заданного периода времени. Модуль взаимодействия, созданный с помощью RESOLVE, требует ввода наблюдений в разное время. Хотя я могу настроить различные названия случаев в разное время, похоже, что преимущества встроенного программного обеспечения построения кривых или функции автоматического импорта / экспорта между программным обеспечением бесполезны для моего случая. Взаимодействие в основном сосредоточено на скорости потока, давлении, температуре и простой плотности нефти / воды / газа. Для других свойств, помимо этих, потребуется дополнительное кодирование, как показано ниже.
Следует отметить, что в RESOLVE, чтобы HYSYS отображал правильные входные и выходные потоки, все потоки в подсистемах должны быть перенесены на главную страницу.
Как видно выше, этот решатель ввода и прогноз не совсем соответствуют моим потребностям, поэтому я попробовал другие методы.
Для второго варианта я попытался использовать пакет Python GUI для управления и автоматизации задач. Python - это бесплатный широко используемый язык программирования с открытым исходным кодом. Есть множество бесплатных пакетов, которые мы можем установить и использовать. Если вы не знаете, как начать использовать Python, я бы порекомендовал прочитать мой первый блог. Одна интересная функция, которую я обнаружил, - это возможность управлять мышью и клавиатурой в любом месте экрана или вводить что-либо. Он работает как человеческий контроль непосредственно над программным обеспечением в интерактивном режиме. Этот вариант потребует установки таких пакетов, как pyautogui или pywinauto. После установки мы можем перемещаться и вносить изменения в выбранный поток в HYSYS, используя функцию Ctrl + F, чтобы открыть меню поиска в HYSYS. Затем мы можем использовать Tab и другую комбинацию клавиш, чтобы найти и изменить свойства в соответствии с нашим желанием. Однако я обнаружил, что настройка потока HYSYS с использованием только функции клавиатуры не полностью соответствует моим потребностям. Мне потребуется некоторое управление мышью, и каждый раз, когда открывается программное обеспечение, элемент Equipment Ops в HYSYS не отображается на экране в том же месте, когда я открываю его с экрана ноутбука и монитора или когда я перезапускаю HYSYS. Поэтому я понял, что это, возможно, не лучший подход к автоматизации случаев моделирования HYSYS. Хотя у него есть некоторые полезные функции, такие как сохранение снимков экрана или возможность сохранить файл HYSYS после завершения работы и схождения кейса, реальная проблема здесь - это корректировка составов и свойств потока в соответствии с моими проблемными случаями.
Затем я попробовал третий вариант - с помощью Excel Visual Basic for Application добавить библиотеку типов HYSYS. При таком подходе я могу напрямую переходить к каждому потоку процесса HYSYS, операции оборудования и операции настройки, используя встроенную функцию. Он работает эффективно, поскольку случаи могут быть четко определены в Excel, а функция импорта / экспорта может быть выполнена после того, как кодировка будет предоставлена. Единственная оставшаяся проблема, которую я обнаружил, - это состояние сходимости моделирования HYSYS, когда мы изменили условия входящего потока. На момент написания этой статьи я все еще не мог найти лучшего решения, чем проверка вручную.
Наконец, я пришел к выводу, что лучшим подходом может быть сочетание вариантов 2 и 3, выполнив следующие действия:
1. Запустите код Python, чтобы открыть файл HYSYS и файл Excel
2. Запустить Excel Макрос для изменения условий на входе HYSYS после каждого случая
3. Вручную проверьте, совпадает ли результат моделирования и ничего странного не появляется
4. Запустите макрос Excel, чтобы экспортировать свойства потока HYSYS в таблицу Excel
5 Выполните следующий код Python, чтобы сохранить снимок экрана HYSYS, сохраните файл HYSYS как новый случай и повторите шаг № 2 для следующего случая.
Попробовав 3 подхода, я резюмировал их Pro / Con здесь ...
Я поместил весь свой код в этот GIT. Не стесняйтесь читать / использовать и возвращать мне свои комментарии, если вы сочтете их полезными. До скорого.
Использованная литература:
