Понятия анализа, оптимизации и синтеза ХТС

При поиске научно обоснованных решений разнообразных задач эксплуатации, реконструкции и проектирования ХТС возникают три вида научно-исследовательских операций: анализ, оптимиза­ция и синтез ХТС.

Анализ ХТС-это операция определения для данной ХТС при заданных технологической топологии, конструкционных и техно­логических параметрах каждого элемента системы, а также при известных входных переменных ХТС значений промежуточных и выходных переменных, показателей свойств и КЭ функциони­рования ХТС.

Оптимизация ХТС-это операция определения для данной ХТС при заданных технологической топологии, типах и конструкциях каждого элемента, при известных входных переменных и при ограничениях на значения параметров технологических режимов каждого элемента таких значений параметров техноло­гических режимов, а также конструкционных и технологических параметров элементов, которые обеспечивают оптимальное зна­чение КЭ функционирования ХТС.

Основная цель анализа ХТС состоит в том. чтобы математи­чески связать характеристики состояния системы с параметрами и характеристиками состояния отдельных элементов (подсистем) в зависимости от структуры технологических связей между эле­ментами (подсистемами) ХТС. На практике при решении задач проектирования сложных ХТС, реконструкции и оптимизации технологических режимов действующих ХТС задачи анализа наиболее часто трактуются как задачи оценки эффективности возможных альтернативных вариантов системы. Для каждого из альтернативных вариантов ХТС необходимо с использованием математической модели системы вычислить совокупность пока­зателей свойств и КЭ системы. Сопоставляя значения этих показателей свойств и критериев эффективности ХТС, можно получить представление о недостатках и преимуществах каждого из вариантов системы.

Необходимо заметить, что при выборе наилучшего, или оптимального варианта, ХТС нужно обращать внимание не только на то, чтобы показатели свойств системы имели опти­мальные значения, но также и на стабильность значений этих Указателей при изменении в определенных пределах самих параметров системы, т. е. всегда учитывать показатели чувствительности ХТС. Значение показателей чувствительности ХТС часто оказывается решающим при окончательной оценке качества функционирования рассматриваемого варианта системы.

Синтез ХТС-это операция создания ХТС для производства заданной химической продукции с учетом определенных требований к функционированию ХТС, а также различных физико-химических и технологических ограничений на их выполнение. Эта операция включает выбор химического способа производства целевых продуктов, разработку технологической топология системы (выбор видов ХТП, типов и конструкций каждого элемента, выбор структуры и определение покомпонентного состава и технологических связей между элементами), определение конструкционных и технологических параметров каждого элемента обеспечивающих функционирование ХТС при оптимальной величине КЭ и оптимальных показателях свойств ХТС.

Рассмотрим особенности процедур поиска решений задач анализа, оптимизации и синтеза ХТС. Процедуры поиска peшений задач анализа ХТС-это совокупность различных формализованных вычислительных процедур, которые могут автоматизированно выполняться ЭВМ по определенному алгоритму без участия человека. Процедуры поиска решений задач оптимизаци ХТС представляют собой многократно повторяемые процедурв анализа ХТС при различных допустимых значениях управляющих, или оптимизирующих, переменных ХТС.

Принципиальная особенность поиска решений неформализируемых задач синтеза ХТС состоит в сочетании как интеллектуальных процедур, так и обычных вычислительных процедур. Творческими интеллектуальными процедурами, которые не поддаются полной формализации и алгоритмизации, при поиске решений задач синтеза оптимальных и ресурсосберегающих ХТС являются, например, процедуры выбора химического способа производства продуктов, выбора типов ХТП и типов и конструкций аппаратов, создания структуры технологических связей между аппаратами. Указанные творческие интеллектуальные процедуры могут осуществляться только лицом, принимающим решения (ЛПР), в режиме интеллектуального диалога с ЭВМ.

Интеллектуальный диалог ЛПР с ЭВМ, который должен проводиться на ограниченном естественном языке (ОЕЯ), позволяет в наиболее полной мере эффективно использовать как творческие способности мышления ЛПР, так и вычислительные возможности ЭВМ при поиске решений неформализуемых задач синтеза ХТС.