ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общая постановка задачи из "Моделирование процессов автоматизированного химико - технологического проектирования" При автоматизации проектирования возникает необходимость в четкой формализованной постановке задачи компоновки. Однако сложность формализации многочисленных ограничений и пожеланий приводит к тому, что достаточно полная единая математическая модель оказывается бесполезной для решения задач синтеза и оптимизации компоновки. Представляется целесообразным построение нескольких математических моделей, отражаюш их различные аспекты или различные подзадачи, возникаюпще в процессе решения задачи компоновки. Мы хотим подчеркнуть, что на различных стадиях процесса компоновки необходимо пользоваться разной степенью идеализации и, в соответствии с этим, разными математическими моделями для описания одних и тех же объектов. Например, при окончательном анализе компоновки с помощью ЭВМ можно проверять длинный список ограничений, используя достаточно подробное описание объектов. Однако ясно, что, приступая к синтезу компоновки, следует учитывать лишь основные моменты. [c.127] Каждый из перечисленных выше пунктов для своей расшифровки требовал бы многих страниц, но, к счастью, в настошцее время имеются достаточно продвинутые разработки методики автоматизированного проектирования компоновки промышленных предприятий (см., например, [5—7]) и это позволит нам остановиться здесь на специфике задачи компоновки химического предприятия. [c.128] Главное, что отличает компоновку химического предприятия от других промышленных предприятий, — это моп] ная разветвленная система транспортировки многочисленных массопотоков. Именно построение в процессе компоновки этой системы, состоящей в основном из трубопроводов, и делает рассматриваемую задачу принципиально более сложной. [c.128] Отметим особенности компоновки связанные с системами транспортировки (СТ) 1) СТ накладывает определенные ограничения на взаимное расположение аппаратов, а в ряде случаев даже однозначнб определяет его 2) элементы СТ — участки трубопроводов — могут иметь значительный диаметр и их объем оказывается сравнимым с объемом компонуемых аппаратов 3) характеристики СТ играют решающую роль в оценке качества компоновки. [c.128] Принципиальная трудность состоит в следующем. Если произведено размещение аппаратов в здании, но СТ не построена, то нельзя судить не только о качестве компоновки, но даже о ее допустимости, так как соответствующая СТ может не войти в габарить4. С другой стороны, о размерах СТ ничего нельзя сказать до тех пор, пока не произведено размещение. Это приводит к необходимости размещать аппараты и одновременно строить СТ. Поэтому математическая модель задачи компоновки химического предприятия существенно отличается от соответствующих моделей, не учитывающих в достаточной мере СТ. [c.128] В общих словах отличие состоит в том, что при анализе компоновки требуется найти структуру СТ, определить размеры ее элементов, расположить их и лишь после этого получить ответ на вопрос допустима ли компоновка и если допустима, то каково ее качество. Это приводит к тому, что требуется найти не только координаты располагаемых объектов, но также структуру СТ и координаты всех элементов СТ. [c.128] В литературе [5—9] рассматривалось много задач размещения, в которых определяются только места для располагаемых объектов. Имеются также работы [10—13] по построению связывающих сетей (модель для различных СТ). Нам не встречались работы, в которых бы рассматривалась задача размещения вместе с построением связывающей сети. [c.128] Как уже отмечалось, еще одним важным отличием рассматриваемой задачи является необходимость проводить все построения в трехмерном пространстве, так как разные горизонтальные разрезы здания химического предприятия могут существенно отличаться друг от друга. Математическая постановка задачи объемной компоновки сделана ранее в главе IV (стр. 93). [c.128] Для компоновки необходимо знать также положение некоторых точек на поверхности объекта, таких, например, как центры отверстий для трубопроводов. Кажое отверстие на А задается координатами X ( 1, У (Л), X А) в собственной системе координат А) при стандартном расположении объекта (рис. У1-3). [c.129] Такой подход к вычислению стоимости связей далеко не всегда приемлем. Рассмотрим два примера (рис. VI-4). Элементы 2—5 должны быть соединены какой-либо транспортной линией или линией связи с элементом 1. Пусть речь идет о подаче электроэнергии. По формуле (VI- ) в первом (рис. VI-4, а) и во втором (рис. VI-4, б) случае будет получен одинаковый результат (11), в то время как во втором случае длина связей равна 4. [c.130] Каждый аппарат несет на себе некоторую совокупность точек в одов и выходов, которые служат для связи его с другими объектами. Множество точек, связанных между собой, объединим в группу Г таких групп может быть много Г , Га,. ., Гз. Обычно в каждой группе выделяется одна точка — источник (на рис. 1-5 точка 1), остальные — стоки (точки А , А , А . Группы Г, формируются после того, как произведено размещение. [c.131] Если теперь считать в каждой группе стоимость связей с помощью уравнения (VI- ), то это означает, что нет никакого выиграша от того, что два стока, например, находятся рядом и часть пути у них общая. Так действительно может обстоять дело, когда речь идет о перевозке груза машинами. В случае каналов связи трубопроводов, транспортеров, кабелей этот подход в корне неправилен и прежде чем вычислить стоимость связей, требуется произвести построение связывающей сети для каждой группы. [c.131] В случае, когда нет кустовых связей, т. е. все группы Г,- состоят из двух элементов, формулы (VI- ) и (У1-2) совпадают. [c.131] Так как на химическом предприятии кустовые связи встречаются достаточно часто (например, подача воды, пара, электроэнергии, отходов, распределение продукта из одного аппарата в несколько других), то при расчете фу] ции цели уделим главное внимание построению связываюнщх сетей и определению их стоимостей. При размещении укажем, каким способом избежать трудоемкого построения связывающих сетей на каждом шаге. [c.131] Величины приведенной стоимости по конкретным функциональнотехнологическим связям могут быть взяты из таблиц нормативных капитальных вложений и эксплуатационных затрат или по объектам-аналогам, если нормативных данных нет. [c.132] Отметим, что предложенные (см. стр. 151) построения связывающих сетей могут быть применены для любых функций R (у),, а не только той, которая описана здесь. [c.132] В общем случае R (v) зависит не только от структуры сети, но и от точного положения участка v. Это легко усмотреть на примере подачи жидкости по трубопроводу в трехмерном пространстве. Ясно, что при подаче жидкости жз А в В эксплуатационные расходы зависят от разности высот йд —k . [c.132] Вернуться к основной статье