Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Приборы и методы контроля и определения состава веществ

Диссертационная работа:

Ишков Юрий Геннадьевич. Аналитические методы контроля величины инвентаризационной разницы при подведении баланса ядерных материалов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.13 / Ишков Юрий Геннадьевич; [Место защиты: Том. политехн. ун-т].- Северск, 2007.- 148 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/5156

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

1. Анализ существующих отечественных и зарубежных подходов к оцениванию величины инвентаризационной разницы 15

1.1 Требования нормативных документов 15

1.2 Российские методы статистической обработки результатов измерений.. 16

1.3 Нормативные документы, применяемые в США для измерений в области учета и контроля ядерных материалов 21

1.4 Международные нормативные документы по статистической обработке результатов измерений 23

1.5 Подход МАГАТЭ к методам оценивания инвентаризационной разницы .29

1.6 Статистическое оценивание инвентаризационной разницы, представленное в нормативных документах США 32

1.7 Сравнение национальных и международных подходов к оцениванию результатов измерений и инвентаризационных разностей 33

1.8 Выводы 35

2 Аналитические методы контроля инвентаризационных ризниц ядерных материалов на основании погрешностей средств и методов измерений

методом «переноса погрешностей» 37

2.1 Измерение массы, аддитивная модель погрешности 44

2.2 Перекалибровка 44

2.3 Мультипликативная модель 45

2.4 Аддитивная и мультипликативные модели 45

2.5 Учет корреляций 46

2.6 Смешанная модель 47

2.7 Измерения N учетных единиц 49

2.8 Обобщение формул 52

2.9 Анализ линеаризации дисперсии инвентаризационной разницы методом Монте-Карло 54

2.10 Выводы 60

3 Методы контроля инвентаризационных ризниц на основании прогнозирования временных рядов 61

3.1 Постановка задачи 61

3.2 Выявление характеристик временных рядов 3.2.1 Анализ на стационарность, сезонность 63

3.2.2 Анализ рядов с использованием автокорреляционного анализа 64

3.3 Методы прогнозирования временных рядов 66

3.3.1 Методы, использующие скользящее среднее 67

3.3.2 Экспоненциальное сглаживание 67

3.3.3 Регрессионный анализ 68

3.3.4 Метод Бокса-Дженкинса 69

3.3.5 Расчет предикторов в методе Бокса-Дженкинса 80

3.3.6 Сравнение методов прогнозирования 84

3.5 Моделирование временных рядов методом экспоненциального сглаживания 84

3.6 Методы адаптивного прогнозирования 86

3.7 Выводы 96

4 Определение универсальной модели прогнозирования исследуемых временных рядов 97

4.1 Выбор модели 97

4.2 Расчет предикторов моделей и выбор наилучшей модели методологии Бокса - Дженкинса 109

4.3 Проверка выбранной модели на адекватность 122

4.4 Расчет предикторов методами экспоненциального сглаживания и адаптивного прогнозирования 131

4.5 Выводы 132

5 Разработка процедур и программного обеспечения для контроля инвентаризационных ризниц методом авторегрессии первого порядка 134

Заключение 136

Библиография 140

Приложение А. Заключение об использовании результатов диссертационной aработы 147

Приложение Б. Акт внедрения СТО 76-2007 148 

Введение к работе:

Актуальность работы Необходимость обеспечения сохрашости ядерных материалов (ЯМ) на предприятиях, их перерабатывг ющих, объясняется такими основными факторами, как опасность ядерных материалов для человека и окружающей среды, угрозы террсризма, международные обязательства по нераспространению и высокая стоимость ядерных материалов

Ключевыми элементами системы учета и контроля ядерных материалов (УиК ЯМ), обеспечивающих совместно с системой физ^ ческой защиты их сохранность, являются проведение физических инвентар язаїшй и подведение балансов ядерных материалов Подведение бглансов ядерных материалов заключается в расчете инвентаризационной р ізницьі (ИР), погрешности ее определения и расчете допустимых границ, в которых может находиться инвентаризационная разница.

Актуальность осуществления контроля за инвентаризац тонной разницей, направленного в конечном счете на обеспечение сохргнности ядерных материалов, подтверждается наличием в федеральных нсрмах и правилах учета и контроля ядерных материалов НП-ОЗО-05, являющимися обязательными для выполнения всеми эксплуатирующими организ ациями и предприятиями требований к определению наличия или отс/тствия аномалии в системе УиК ЯМ по результатам сравнения И1 и ее погрешности с заданными пороговыми значениями.

Инвентаризационная разница (ИР) - это разница между коли іеством имеющегося в наличии ядерного материала, определенного по резу штатам измерений, проводимых во время проведения физической инвентар нзации, и тем количеством^ которое должно находиться по данным учета

Значение ИР для каждого ЯМ (или каждого виі а ЯМ) рассчитывается по формуле

ИР = КК-ДК =КК-(НК + УВ-УМ), (1)

где КК - фактически наличное количество ЯМ в зоне баланса ядерного материала (ЗБМ), определенное в результате данной физ дческой инвентаризации на конец межбалансового периода (МБП),

ДК - документально зарегистрированное количество Я?» [ в ЗБМ на конец МБП,

НК - наличное количество ЯМ в ЗБМ, определе пгое и документально зарегистрированное на начало данного МБП в ре іультате предыдущей физической инвентаризации,

УВ - определенное и документально зарегистрир ованное увеличение количества ЯМ в ЗБМ за данный МБП в результате всех поступлений сырья, оборотов, наработанной, но не отпргвленной продукции и т д,

УМ - определенное и документально зарегистри| ованное

уменьшение количества ЯМ в ЗБМ за данный МБП в результате всех отправок из ЗБМ продукции, отходов, безвозвратных потерь и т д

Появление ИР объясняется тем, что в процессе технологической переработки ядерных материалов происходит их преобразование из одной физической формы в другую Например, на сублиматных заводах получение гексафторида урана производится прямым фторированием в газопламенном реакторе закиси-окиси урана с последующей десублимацией урана и очисткой газов, на радиохимических заводах для переработки облученного топлива используется экстракционный гаорекс-процесс

Предприятие разбивается на зоны баланса ядерных материалов (ЗБМ), в которых измеряются все поступления ЯМ в зону, все передачи ЯМ и определяется на основании измерений наличное количество ЯМ в момент проведения физической инвентаризации Таким образом, объектом исследования являются

а) индивидуальные инвентаризационные разницы, определенные
уравнением (1) и представляющие собой алгебраическую сумму компонент
Отдельные компоненты ИР является в общем случае произведением
измерений массы/объема на концентрацию химического элемента и
изотопного состава ЯМ Компоненты ИР входят в уравнение баланса с
различными знаками Концентрация и изотопный состав, как правило,
определяется от партии ЯМ

Погрешности измерений массы, объема, концентрации имеют в общем случае случайные и неисключенные систематические составляющие, изменяющиеся по аддитивной или мультипликативной модели Измерения могут проводиться одними и теми же или различными средствами измерений Между измерениями существуют корреляции, которые необходимо учитывать,

б) последовательность значений инвентаризационных разниц,
полученных с заданной периодичностью Физические инвентаризации
ядерных материалов, по результатам которых подводятся балансы ЯМ и
определяются инвентаризационные разницы, осуществляются с
установленной периодичностью от одного месяца до одного года Наиболее
важные с точки зрения контроля зоны баланса ядерных материалов,
инвентаризируются ежемесячно

В настоящее время, в силу специфики определения, установленного
федеральными нормами и правилами, инвентаризационная разница имеет
кумулятивный эффект Одновременно имеются статистические данные о
проведенных инвентаризациях ядерных материалов за

инвентаризационные периоды, технологические процессы которых изменяются незначительно и статистические данные о погрешностях средств и методов измерений в конкретный инвентаризационный период Учитывая то, что отсутствуют федеральные и отраслевые нормативные

документы с требованиями к порядку оценивания погрешнос и ИР, становится очевидным актуальность данной работы

Целью настоящей диссертационной работы является раз] >аботка аналитических методов, использующих все доступные статистические данные и позволяющих делать заключение о том, объясняется ли зі ачение инвентаризационной разницы влиянием случайных и систематі ческих составляющих погрешностей средств и методов измерений или величина инвентаризационной разницы свидетельствует о наличии аномалии в учете ядерных материалов (нарушении сохранности ядерных материагов или влияния других неучтенных факторов)

Аналитические методы контроля за ИР, их реализация в виде компьютерных программ и правила принятия решения должнн быть разработаны таким образом, чтобы они применялись инженерами п о учету ЯМ при проведении ими регламентных работ по оцениванию резу іьтатов физических инвентаризаций различных технологических продессов переработки ядерных материалов

Методы аналитического контроля должны быть универсальш іми для ядерных материалов всех производств комбината сублил атного, разделения изотопов, радиохимического и химико-металлургическс го

Информационными источниками являются монографии по негодам математической статистики, метрологии, анализу временных рядов, материалы иностранных авторов по учету и контролю ядерных мат риалов, нормативная документация зарубежная и отечественная по учету и к< >нтролю ядерных материалов, результаты инвентаризаций различных производств комбината, собственные расчеты и моделирование Указанные м "годы в основном применяются в зарубежных монографиях (J Jaech, Боуэн, Беннет) Методы краткосрочного прогнозирования временных рядов основыв. ются на работах отечественных и зарубежных авторов (Айвазян, Браун, Бокс, Дженкинс)

Для реализации поставленной цели решались следующие зада1 ш

вывод аналитических формул расчета дисперсии комгонент и результирующей дисперсии инвентаризационной разни jj ИР, в произвольном инвентаризационном периоде t Расчет интервальной оценки погрешности инвентаризационной ] >азницы Сравнение результатов, полученных по аналитическим формулам, с результатами моделирования методом Монт і-Карло,

анализ поведения последовательностей инвентариза тонных разниц ИР, различных видов технологических пхщессов переработки ядерных материалов, как членов временнь х рядов Выбор модели прогнозирования, которая адекватно описывает все исследуемые временные ряды,

разработка алгоритма и реализация в виде компьотерных программ расчета прогнозного значения временного ряда на

основе найденной модели и расчет соответствующего доверительного интервала,

разработка решающих правил для анализа значения ИР( в инвентаризационном периоде t используя найденные доверительные интервалы в задачах 2 и 3, рассматривая величину ИР в качестве функции случайных величин и в качестве члена временного ряда При построении решающих правил необходимо использовать требования и пороговые значения, установленные федеральными нормами и правилами государственной системы учета и контроля ядерных материалов,

реализация выше указанных алгоритмов расчетов и решающих правил в виде нормативного документа и компьютерных программ для оценивания результатов физических инвентаризаций инженерами по учету различных производств комбината

Научная новизна работы характеризуется следующими научными результатами, полученными автором

исследованы модели поведения временных рядов инвентаризационных разниц с учетом их нестационарности и сезонности всех технологических процессов переработки ЯМ на Сублиматом, Разделения изотопов, Радиохимическом и Химико-металлургическом заводах ФГУП «СХК»,

впервые найдена автором модель прогнозирования (авторегрессия первого порядка метода авторегрессии -интегрированного скользящего среднего Бокса-Дженкинса), являющейся универсальной и адекватно описывающей имеющиеся на комбинате временные ряды инвентаризационных разниц,

разработаны аналитические методы расчета результирующей дисперсии ИР на основании погрешностей средств и методов измерений с учетом аддитивной и мультипликативной моделей их поведения, корреляций и перекалибровки средств измерений Аналитические методы сравнивались с результатами прямого моделирования погрешностей,

разработаны аналитические методы расчета погрешностей и границ допустимых расхождений ИР отличающиеся тем, что они одновременно использует информацию об ИР, как случайного значения, являющегося следствием случайных и систематических погрешностей средств и методов измерений в отдельном инвентаризационном периоде, и информацию об ИР, как члене временного ряда

Практическая ценность. На основании результатов, получеі шых в результате диссертационной работы, автором разработан и ввіден в действие на ФГУП «СХК» стандарт организации СТО 76-2)07, в котором для выдачи заключения о том, выявлена или нет аномалия j і учете ядерных материалов по результатам физической инвентарі зации, приведена методика анализа ИР, как случайного значения, являю цегося следствием коррелированных погрешностей средств и методов изм зрений и найденный универсальный метод прогнозирования временного ряда инвентаризационных разниц

Приведенный подход позволяет выявлять значимые расхо кдения дисперсии, полученной с учетом погрешностей конщ етного межбалансового периода, с дисперсией временного ряда ИР, вь являть аномалии и тенденции в поведении ИР, свидетельствующие о признаках аномальных ситуаций

Полученные аналитические методы расчетов реализованы ав" ором в виде шаблонов компьютерных программ, используемых на завод< х СХК при регламентных работах по подведению балансов ядерных матер* алов

Стандарт организации введен в действие приказом по комбин пу, акт внедрения приведен в приложении к диссертации

Апробация результатов работы и публикации. Апюбация результатов работы проводилась при подготовке учебных матері алов и чтении лекций в Учебно-методическом центре подготовки специалрстов по учету и контролю ЯМ (УМЦУК) Федерального агентства по атомной шергии в г Обнинске для специалистов отрасли, занимающихся учетом и ко ггролем ядерных материалов Лекции изданы в сборниках методических мат гриалов УМЦУК в 2001,2005 и в 2007 годах

Методы расчета погрешности инвентаризационной разницы, использующие погрешности средств и методов измерений, были оф< рмлены в виде нормативного документа комбината «Рекомендации Оцелтание статистической значимости инвентаризационной разницы на остовании погрешностей средств и методов измерений Методы расчета», введены приказом по Сибирскому химическому комбинату и используются на заводах комбината с 2002 года

Материалы второй главы диссертационной работы использов іньї при разработке проекта отраслевого нормативного документа по оцениванию значения инвентаризационной разницы Отраслевой нормативный іокумент разрабатывался рабочей группой под управление ВНИИА, в состав которой входит автор

Материалы работы отдельными частями докладывались и i-зданы в материалах 7 научно-технической конференции СХК в 2003 году

Результаты, полученные автором и изложенные во 2 и > главах диссертационной работы, были опубликованы в журнале «Метро югия» в 2003г №11, с 33-39 и в 2005г №12, с 39-45 Результаты, изложенные в 4

главе, были опубликованы в материалах конференции ТААЭП-2007, организованной СГТА в 2007 году

Автор входит в состав рабочей группы Росатома по разработке федеральных норм и правил в области государственного учета и контроля ядерных материалов Результаты диссертационной работы и опубликованные совместные статьи с сотрудниками ГНЦ РФ-ФЭИ по оценке результатов физических инвентаризаций ядерных материалов были использованы при разработке федеральных норм и правил государственного учета и контроля ядерных материалов

На защиту выносятся:

аналитические выражения расчетов дисперсий компонент инвентаризационных разниц, результирующей дисперсии и границ допустимых расхождений инвентаризационной разницы, использующие погрешности средств и методов измерений и учитьшающие корреляции и модели поведения погрешностей,

результаты исследований временных рядов ИР различных производств комбината, использованные для выбора оптимального метода прогнозирования,

структура нормативных требований решения задачи анализа инвентаризационных разниц, включающие синтез методов анализа инвентаризационных разниц с точки зрения погрешностей средств и методов измерений и прогнозирования временных рядов,

результаты практического внедрения диссертационной работы
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа

изложена на 148 страницах машинописного текста, иллюстрируется 33 рисунками, 18 таблицами и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 83 наименований и 2 приложений

Подобные работы
Кашубский Александр Николаевич
Идентификация конструкционных материалов методами неразрушающего контроля физико-механических характеристик и структурных параметров
Осипов Константин Юрьевич
Разработка методов неразрушающего контроля строительных материалов, основанных на явлении механоэлектрических преобразований
Авдеев Виктор Петрович
Научные и инженерные основы метода неразрушающего контроля плиточных строительных материалов по пространственно-временным характеристикам СВЧ поля
Лысак Илья Александрович
Экспресс-метод контроля теплопроводности строительных композиционных материалов с использованием высококонцентрированного потока плазмы
Шляхова Альфия Ганиулловна
Быстродействующий калориметрический метод контроля примеси в полупроводниковых материалах
Тетушкин Владимир Александрович
Микроволновый термовлагометрический метод и устройство контроля влажности строительных материалов
Каберов Сергей Рудольфович
Неразрушающий микроволновой метод и устройство контроля магнитодиэлектрических свойств материалов покрытий металлических поверхностей
Маслов Владимир Витальевич
Радиоволновой метод и устройство для контроля кинетики отверждения материалов в изделиях без их разрушения
Углова Нина Владимировна
Термоэлектрический метод и устройство контроля толщины слоев двухслойных проводящих материалов
Пудовкин Анатолий Петрович
Методы и средства неразрушающего контроля характеристик качества многослойных материалов и изделий в процессе их производства

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net