Компьютерное моделирование и оптимизация технологических процессов и оборудования. Дворецкий С.И - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Введение
Компьютерное моделирование – один из самых мощных инструментов познания, анализа и про-
ектирования, которым располагают специалисты, ответственные за разработку и функционирование
сложных химических, био- и пищевых технологий и производств. Идея компьютерного моделирова-
ния проста и в то же время интуитивно привлекательна. Она дает возможность инженеру (исследова-
телю) экспериментировать с объектами в тех случаях, когда делать это на реальном объекте практи-
чески невозможно или нецелесообразно. Сущность методологии компьютерного моделирования со-
стоит в замене исходного технологического объекта его "образом" – математической моделью – и в
дальнейшем изучении модели с помощью реализуемых на компьютерах вычислительно-логических
алгоритмов. Этот метод познания, конструирования, проектирования сочетает в себе достоинства как
теории, так и эксперимента. Работа не с самим объектом (явлением, процессом), а с его моделью дает
возможность относительно быстро и без существенных затрат исследовать его свойства и поведение
в любых мыслимых ситуациях (преимущества теории). В то же время вычислительные (имитацион-
ные) эксперименты с моделями объектов позволяют подробно и глубоко изучать объекты в доста-
точной полноте, недоступной чисто теоретическим подходам (преимущества эксперимента) [1].
Современные промышленные объекты химической, био- и пищевой технологий состоят из большо-
го количества взаимосвязанных подсистем, между которыми существуют отношения соподчиненности
в виде трехуровневой иерархической структуры. Первый уровень образуют типовые процессы химиче-
ской, био- и пищевой технологий с определенным аппаратурным оформлением (механические, гидро-
динамические, тепловые, диффузионные, био- и химические процессы) и локальные системы автомати-
ческого управления ими. Основу второго уровня иерархии составляют производственные цеха и систе-
мы автоматизированного управления цехами. Цех представляет собой совокупность отдельных техно-
логических процессов, аппаратов и систем автоматического контроля и управления ими. Третий, выс-
ший уровень иерархической структуры предприятия химической, био- и пищевой технологий – это сис-
темы организации, оперативного планирования и управления всем производством. На этом уровне воз-
никают задачи ситуационного анализа и оптимального управления всем предприятием (совокупностью
всех цехов).
Основу современного кибернетического подхода к решению задач химической, био- и пищевой
технологий составляет системный анализ, в соответствии с которым задачи исследования, анализа и
расчета отдельных технологических процессов, компьютерного моделирования и оптимизации слож-
ных химических, био- и пищевых систем, оптимального проектирования технологических комплексов
решаются тесной связи друг с другом, объединены общей стратегией и подчинены единой цели – соз-
данию высокоэффективного производства [2].
Сущность системного анализа определяется его стратегией, в основе которой лежат общие принци-
пы, применимые к решению любой системной задачи. К ним можно отнести четкую формулировку це-
ли исследования, постановку задачи по достижению заданной цели и определение критерия эффектив-
ности решения задачи; разработку развернутой стратегии исследования с указанием основных этапов и
направлений в решении задачи: последовательно-параллельное продвижение по всему комплексу взаи-
мосвязанных этапов и возможных направлений; организацию последовательных приближений и по-
вторных циклов исследований на отдельных этапах; принцип нисходящей иерархии анализа и восходя-
щей иерархии синтеза при решении составных частных задач.
Центральным понятием системного анализа является понятие системы, т.е. объекта, взаимодейст-
вующего с внешней средой и обладающего сложным внутренним строением, большим числом состав-
ных частей и элементов. Элемент системы – самостоятельная и условно неделимая единица. Совокуп-
ность элементов и связей между ними образует структуру системы. Элементы взаимодействуют между
собой и окружающей средой, иначе говоря, между ними существует материальная, энергетическая и
информационная связь. Расчленение системы на подсистемы позволяет вскрыть иерархию структуры и
рассматривать систему на разных уровнях ее детализации. Сложность системы определяется сложно-
стью ее структуры, количеством элементов и связей, числом уровней иерархии, объемом информации,
циркулирующей в системе. Система характеризуется алгоритмом функционирования, направленным на
достижение определенной цели.

Страницы