ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Группировка связей оптимизируемых объектов в ХТС из "Экономические проблемы оптимизации химико-технологических процессов" Экономико-математические модели различных по степени сложности элементов ХТС, согласно классификации моделей, приведенной в работе [28], можно отнести к классу логико-математических пли математических. Модели данного класса представляют систему математических отношений и логических выражений (функций, уравнений, неравенств, алгоритмов и т. д.), отражающих существенные свойства исследуемых объектов. При моделировании объектов, из которых состоят ХТС, оптимизируемые в настоящей работе, наибольшие трудности вызывает учет именно таких свойств этих объектов, как наличие большого числа факторов, определяющих ход течения процессов их сложная взаимосвязь и взаимообусловленность, а также упомянутые выше особенности тexн0v 0rичe киx схем и иерархических структур химических, нефтеперерабатывающих н нефтехимических предприятий. [c.33] Для ослабления действия указанных факторов в литературе предлагается использовать идеи упорядочения свойств оптимизируемых объектов путем представления их в виде определенной иерархии составных частей, или подсистем, каждый последующий уровень которых отличается от предшествующего мерой своей сложности. Соответственно и решение сложных задач оптимизации ХТС можно свести к решению относительно более простых задач оптимизации типовых подсистем. В каждом конкретном случае подсистемы, имеющие более высокий ранг по отношению к подсистеме, в состав которой входит выделяемый объект, будут служить для нее внешней средой. [c.33] Из описанных в литературе многочисленных рекомендаций по группировке связей элементов сложных систем наиболее подходящими для целей данной работы могут быть предложенные К. А. Багриновским способы выделения изучаемой группы объектов в качестве системы и замены существующих связей упомянутых объектов искусственными. При этом совокупность воздействий внешней среды на систему предлагается называть входными показателями для систем (когда речь идет о производственных исполнительных системах), входными сигналами или входной информацией, когда речь идет, например, о системах управления [29, с. 54]. [c.34] Как показано ниже, такой подход можно эффективно применять п к различным по степени сложности элементам ХТС, каждый из которых на определенном уровне или этапе решения технико-экономических задач представляет собой самостоятельный объект исследования и поэтому нуждается в обособлении от остальных элементов ХТС. Изучение разрываемых в данном случае взаи.мо-связей невозможно без выделения в самостоятельную группу показателей, характеризующих степень влияния оптимизируемого объекта на внешнюю среду. Эти показатели предлагается называть выходными и использовать для оценки роли и значения оптимизируемого объекта в ЕСТЭО-ХТС. Если таким объектом является типовой процесс химической технологии, его выходными показателями могут быть количество готовой продукции, ее качество, температура и т. д. Для ХТС, представляющих промышленные предприятия, выходными показателями выступают номенклатура продукции, прибыль, пункты размещения и т. п. [c.34] Группу показателей, характеризующих внутреннюю способность системы к решению стоящих перед нею задач, в частности, ее технический и экономический потенциалы называют показателями состояния. Применительно к типовой химической аппаратуре в число этих показателей мол ио включить основные конструктивные параметры оборудования, его стоимостные показатели, данные о загрузке и т. д. Для более сложных ХТС такими величинами могут быть стоимость основных и оборотных фондов, показатели технического уровня предприятий и т. п. [c.34] Заметим, что группировка показателей, характеризующих внещ-пие связи разных по степени сложности элементов ХТС, на входные, выходные показатели и показатели состояния в значительной степени условна. Состав показателей, включаемых в ту или иную группу, может трансформироваться в зависимости от целей, которые ставит перед собой исследователь системы. [c.34] Схематически кортежи, в которые вошли показатели, отражающие связи оптимизируемой ХТС с внешней средой, изображены на рис. 4. [c.35] Очевидно, множество возможных значений входных показателей оптимизируемой системы есть некоторое мнолсество кортежей длины п, которое удобно обозначать через X. [c.35] Таким образом, запись х Х будет соответствовать рассмотрению возможного значения входных показателей — кортежа х. [c.35] Состав показателей, включаемых в кортежи х, у и г будет изменяться в зависимости от тех конкретных целей, которые ставит перед собой исследователь ХТС. Соответственно изменятся и элементы 5 множества портретов 5, определяемые переменным составом показателей входа, выхода и внутреннего состояния. [c.35] Аналогично для систем второго типа, в которых одновременно учитываются 1) изменение показателей внутреннего состояния в зависимости от изменения входов г=ф(х) и 2) изменение выходов, обусловленное изменением входов и показателей внутреннего состояния у=1(х, г), можно записать, что X Z, ХХ )- У-Таким образом, допустимый портрет для систем второго типа представляется как 8— Сх, 2=ф(х), у=[ х, г) . [c.36] Применительно к ХТС, рассматриваемым в настоящей работе, к первому типу будут отнесены системы, обладающие большим числом закрепленных управляющих параметров. Параметры систем, относимых ко второму классу, обладают большим числом переменных характеристик. Системы третьего типа формируются из общих для них свойств многовариантности, неоднозначности выбора внутреннего состояния при заданном входе или неоднозначности выхода при определенном внутреннем состоянии. [c.36] Заметим, что всем трем типам систем присуще свойство управляемости, которое ранее уже использовалось для обоснования необходимости объединения производственно-технологического и организационно-административного аспектов создания систем управления ХТС в ЕСТЭО-ХТС. [c.36] Известно, что процесс текущего планирования на химических предприятиях включает две стадии технико-экономическое планирование, завершающееся разработкой техпромфинплана, и оперативно-производственное, обеспечивающее комплектное и ритмичное выполнение производственной программы. Последнюю стадию можно описать с помощью системы линейных уравнений, характеризующих технологическую структуру производства, и уравнений материального баланса сырья и материалов, поступающих со стороны. При этом составляют технологическую и нормативную матрицы, которые после обращения на ЭВМ трансформируют в матрицы полных расходных коэффициентов. Наличие последних дает возможность рассчитать несколько вариантов техпромфинплана и выбрать из них оптимальный. [c.37] При составлении нормативных матриц в качестве числовых значений нормативов рекомендуется принимать утвержденные плановые расходные нормы на предстоящий год [30] или удельные нормы расходов сырья, материалов, топлива, энергии и услуг вспомогательных цехов завода на единицу продукции [31]. Однако техпромфинплан, рассчитанный на основе этих рекомендаций, будет оптимальным, если названные расходные нормативы выражают научно обоснованные прогрессивные нормы материальных, трудовых затрат и накладных расходов. На необходимость наведения порядка во всей нормативно-справочной базе предприятия в комплексе при использовании матричных моделей указывают и авторы коллективной монографии [32, с. 61]. [c.37] Способ нахождения научно обоснованных нормативов материальных затрат с помощью экономико-математических моделей типовых процессов химической технологии был предложен автором настоящей работы в 1965 г. [3.3], Тогда же впервые было отмечено, что ЭММ мол но применять для экономической оптимизации ХТС лишь в том случае, если они не только будут учитывать экономические явления, протекающие в моделируемых объектах, но и могут быть практически исследованы посредством современных математических и экономико-математических методов. [c.37] Системный анализ и его основной инструмент — моделирование — позволяют успешно справиться с задачей выделения из внешнего потенциала такой информации, которая отражает технико-экономическую сущность изучаемых явлений. Именно с этого, наиболее важного этапа, собственно, должен начинаться процесс построения и дальнейшего использования экономико-математиче-ских моделей различных по степени сложности элементов ХТС. На примере моделирования первичных звеньев ХТС — типовых процессов химической технологии опишем особенности основных этапов построения указанных моделей. [c.38] На первом этапе разработки экономико-математической модели типового процесса представляется целесообразным обратиться в первую очередь к услугам химиков-технологов, которые в соответствии с принятой в курсе процессов и аппаратов классификацией физико-химических процессов сведут моделируемый процесс к одной из групп типовых процессов [5, с. 31]. Тем самым будет предопределено возможное использование имеющегося опыта по составлению математических описаний для процессов данной группы. Рассмотренные в литературе математические модели типовых процессов химической технологии различных назначений и класса можно применять на втором этапе, являющемся подготовительным для разработки адекватных экономико-математических моделей. [c.38] Для каждого типового процесса существует своя совокупность переменных параметров, способных определять технико-экономические показатели. К их числу обычно относят параметры, отражающие условия эксплуатации (конструктивные и режимные) факторы, характеризующие состав исходного сырья и реагентов, и т. д. Однако не все эти факторы в равной мере могут оказывать значительное влияние на конечные результаты. [c.38] Существенность факторов во многом зависит от направлений будущего использования экономико-математических моделей. В частности, в моделях, предназначенных для применения при оптимальном проектировании технологических процессов, к числу важных факторов следует отнести габаритные размеры оборудования, обусловливающие капитальные и эксплуатационные затраты, и наиболее важные режимные показатели, определяющие эксплуатационные затраты п выход готовой продукции. [c.38] Вернуться к основной статье