Информационный анализ и автоматизированное проектирование трехмерных компоновок оборудования химико-технологических схем. Малыгин Е.Н - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Задачи 2 – 4 возникают при реконструкции химических производств. Задача 5 – трассировки технологиче-
ских коммуникаций – неразрывно связана с задачами 2 – 4. Задача 1 – является наиболее общим случаем и воз-
никает при проектировании новых производств.
В качестве критериев оптимальности задач компоновки чаще всего берутся приведенные затраты на про-
ектируемый объект, а также менее общие критерии: минимум общего объема занимаемого оборудованием, мини-
мальная стоимость технологических связей и др. [25, 35 – 37].
При формировании критерия оптимальности задач компоновки целесообразнее всего включать в него те
составляющие затрат на проектируемый объект, которые непосредственно зависят от расположения оборудо-
вания ХТС. Для задачи (1) такими составляющими являются: стоимость технологических линий связи между
аппаратами
)(
1
I ; стоимости средств транспортировки веществ по связям )(
2
I ; стоимость строительной конст-
рукции, занятой под оборудование
)(
3
I , т.е.:
321
IIII
+
+
=
. (2.1)
Для задачи 2 критерий будет иметь вид
21
III
+
=
. (2.2)
Для задачи 3:
1
II
=
. (2.3)
2.1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОЙ КОМПОНОВКИ ОБОРУДОВАНИЯ ХИМИКО-
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ
Содержательная (словесная) постановка задачи 1 может быть сформулирована следующим образом: опре-
делить с учетом всех правил, требований и ограничений такое пространственное расположение оборудования
ХТС с заданной структурой технологических связей и такие габариты производственного помещения, при ко-
торых затраты (1) на проектируемый объем были бы минимальными.
Сформулируем эту же задачу в терминах теории множеств. Введем предварительно ряд допущений и обо-
значений:
Допущения:
1) рассматривается прямоугольная система координат XYZО с метрикой пространства ρ, выбор которой
обусловлен требованием трассировки трубопроводов по координатным осям
()
сссссс
ZZYYXXcc
′′′′′′′′′
−+−+−=
′′′
ρ , ,
где ),( cс
′′′
ρ – расстояние между двумя точками с
′
и с
′
′
пространства XYZO;
2) предполагается, что строительная конструкция монтируется из типовых строительных элементов и име-
ет форму параллелепипеда в XYZO;
3) размещаемые аппараты аппроксимируются параллепипедами со сторонами
Nicba
iii
,1,,, = , N – чис-
ло размещаемых аппаратов.
Обозначения:
),,(
iiii
ZYXA = – пространственное расположение i-го аппарата, где
III
ZYX ,, – коорди-
наты центра основания параллелепипеда;
),,...,,,,,,,(
111000
jjj
jKjKjKjjjjjjJ
ZYXZYXZYXT
=
– пространст-
венное расположение j-го трубопровода j = 1, 2, ..., L, где L –число технологических связей между аппаратами,
000
,,
jjj
ZYX
– координаты начала трассы,
jjj
jKjKjK
ZYX ,, – координаты конца трассы,
),,(
jMjMjM
ZYX
,
1,1 −=
j
KM
, – координаты точек изломов трассы,
j
K
– число прямоугольных фрагментов в трассе j;
A
= },1{ NiA
I
= – вариант размещения оборудования; },1{ LjTT
J
== – вариант трассировки трубопроводов;
),,,(
cccc
HZYXS = – вариант строительной конструкции, где
ccc
,, ZYX – соответственно длина, ширина и
высота цеха;
c
H – шаг сетки колонн; h = (A, T, S) – вариант компоновки, ,DΗh ⊂
∈
где H – множество допус-
тимых вариантов компоновки; D – множество всех возможных вариантов компоновки
;
STA
DDDD
×
×
=
STA
DDD ,, – соответственно множества вариантов: размещения оборудования, трассировки трубопроводов и
строительной конструкции:
},3,13{},2,12{,}2,11{
321
nqSDnqTDnqDD
q
S
q
T
q
A
======
где 3,2,1 nnn – мощности множеств
STA
DDD ,, ; m – модель проектного решения, выделяющая множество H,
HDm →: или H = m(D).
С учетом приведенных обозначений, задача компоновки оборудования формулируется как найти
)}()(min{arg DmΗhhIh =∈=
∗
. (2.4)

Страницы