По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 628.316:519.248

Анализ стабильности качества очистки питьевой воды

Клячкин В.Н. д-р техн. наук, профессор, Ульяновский государственный технический университет
Барт А.Д. магистрант, кафедра «Прикладная математика и информатика», Ульяновский государственный технический университет

Разработана методика оценки стабильности физико-химических показателей качества при очистке питьевой воды. Предлагается осуществлять мониторинг показателей с помощью методов статистического управления, используемых при контроле технологических процессов. При этом для некоррелированных показателей могут быть использованы стандартные контрольные карты Шухарта. Стабильность зависимых показателей оценивается с помощью многомерных карт Хотеллинга. Практические расчеты проведены на примере данных Санкт-Петербургского водоканала.

Литература:

1.Клячкин  В. Н.  Статистические методы в  управлении качеством: компьютерные технологии.  — М.: Финансы и  статистика, ИНФРА-М, 2009. — 304 с. 2.Клячкин  В. Н., Кувайскова  Ю. Е., Алексеева  В. А. Статистические методы анализа данных. — М.: Финансы и статистика, 2016. — 240 с. 3.Клячкин В. Н. Оценка стабильности состояния окружающей среды с помощью контрольных карт // Экологические системы и  приборы.  — 2011.  — №  2.  — С. 19–21.

4. Клячкин  В. Н.  Модели и  методы статистического контроля многопараметрического технологического процесса.  — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011. — 196 с.

5. Барт  А. Д. К  вопросу об  оценке ковариационной матрицы при  статистическом контроле по индивидуальным наблюдениям // Материалы научно-практической всероссийской конференции молодых ученых «Прикладная математика и  информатика: современные исследования в области естественных и технических наук». — Тольятти, 2017. — С. 68–71.

6. ГОСТ Р ИСО 5479–2002. Статистические методы. Проверка отклонения распределения вероятностей от нормального распределения.

7. Уилер Д., Чамберс Д. Статистическое управление процессами. Оптимизация бизнеса с  использованием контрольных карт Шухарта. — М.: Альпина Бизнес Букс, 2009. — 409 c.

8. Montgomery D. C. Introduction to statistical quality control. — New York: John Wiley and Sons, 2009. — 754 р.

9. Williams J.  D., Woodall W. H., Birch J. B., Sullivan J. H. (2006). Distribution of Hotelling's T2 Statistic Based on the Successive Dif erence Estimator // Journal of Quality Technology, 2006. — Vol. 38. — Рр. 217–229.

Постановка задачи. Вода, которая поступает к потребителю, должна быть безопасной для его здоровья. Для этого показатели качества питьевой воды должны лежать в пределах допустимых значений. Качество воды зависит от состояния водоисточника и применяемых методов очистки. Необходимо проконтролировать и обеспечить стабильность физико-химических показателей воды, поступающей к потребителю.

Мониторинг показателей может проводиться статистическими методами, аналогичными тем, что используются при статистическом контроле и управлении технологическими процессами [1–2]. Подобный подход был использован ранее для оценки стабильности состояния окружающей среды по загрязнению атмосферного воздуха [3].

Цель настоящего исследования — разработка методики для оценки стабильности показателей качества при очистке питьевой воды по результатам мониторинга этих показателей с применением методов статистического контроля процессов [4].

При исследовании стабильности показателей качества питьевой воды использовались данные Санкт-Петербургского водоканала. Один раз в сутки проводились измерения семи физико-химических показателей [5].

Предварительный анализ данных. Для разработки методики оценки стабильности процесса необходимо, во-первых, проверить нормальность распределения контролируемых показателей. И карты Шухарта, и карты Хотеллинга ориентированы на нормально распределенные показатели. При большом объеме данных это обстоятельство можно было бы проигнорировать, поскольку при усреднении значений в соответствии с центральной предельной теоремой распределение усредненных данных стремится к нормальному (карты строятся по усредненным данным — так называемым мгновенным выборкам). Однако при измерениях, проводимых один раз в сутки, контрольные карты строятся по индивидуальным наблюдениям, и в этом случае нарушение нормальности распределения может привести к существенным погрешностям.

Во-вторых, необходимо проанализировать коррелированность показателей, поскольку от этого зависит тип используемых карт: для независимых показателей используются карты Шухарта, при коррелированных существенно эффективнее многомерные карты Хотеллинга.

Для Цитирования:
Клячкин В.Н., Барт А.Д., Анализ стабильности качества очистки питьевой воды. Водоочистка. 2018;1-2.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: