Планирование эксперимента в промышленности

Факторный анализ и планирование эксперимента. Исходной информацией при определении коэффициентов уравнения (2.22) является экспериментально-статистический материал о состоянии входных и выходных характеристик объекта. Различают пассивный и активный эксперимент. При пассивном эксперименте ставится большая серия опытов с поочередным варьированием каждой из переменных. Сюда относится также сбор исходного статистического материала в режиме нормальной эксплуатации промышленного -объекта. Активный эксперимент ставится по заранее составленному плану (планирование эксгюримента), при этом предусматривается одновременное изменение всех параметров, влияющих на процесс, что позволяет сразу установить силу взаимодействия параметров и поэтому сократить общее число опытов. В том и другом случае обработка опытных данных ведется методами корреляционного и регрессионного анализа [1, 10—15]. [c.92]

Для поиска оптимума в промышленных условиях применяют метод эволюционного планирования эксперимента, с помощью которого решается задача выделения слабого полезного сигнала на фоне шума. [c.267]

Как преодолевать некоторые сложности, сопутствующие исследовательской райоте В книге рассказывается о ее организационной и технической сторонах, о статистической обработке экспериментальных данных, оценке их пригодности, планировании эксперимента, оформлении результатов исследования, библиографическом поиске и т. п. Уделено внимание приборному обеспечению исследований, проблемам, возникающим при переходе от лабораторной стадии к промышленному внедрению разработок. [c.375]

Однако лишь в исключительно редких случаях кинетику промышленного процесса можно точно представить при помощи простой, четкой модели. Ведь обычно приходится иметь дело со сложной серией реакций, с трудом поддающейся кинетическому изучению. В подобных обстоятельствах исследователь, занимающийся принципиальной разработкой, вынужден прибегать к эмпирическому или, в лучшем случае, к наполовину эмпирическому подходу. Говоря о наполовину эмпирическом подходе, мы имеем в виду, что экспериментальными исследованиями прежде всего должны быть охвачены те области, в которых, как это можно предположить в свете рабочей гипотезы механизма реакции, существует максимальная вероятность получения > наилучших результатов. Если реакция характеризуется достаточно высокой энергией активации, то, надо полагать, ее протеканию будут благоприятствовать высокие температуры. Поэтому исследователь попытается повысить температуру реакции до пределов, ограничиваемых устойчивостью сырья или продуктов. То же самое можно сказать и о давлении. Гипотеза относительно реакционного механизма и стадий, определяющих скорость реакции, может указать, будет ли благоприятствовать желаемому процессу повышенное или, наоборот, пониженное давление, и, следовательно, подскажет, на что де.лать. упор при планировании экспериментов. Действуя подобным образом, можно очертить область, в которой надлежит начать работу. После этого можно будет разработать, видимо с помощью статистика, план экспериментов по изучению наиболее важных переменных. [c.217]

Кроме получения кинетических зависимостей назначением лабораторного исследования часто являются также разработка производственной методики и решение вопроса о выборе оптимальных условий химической реакции. Этот вопрос обычно решается варьированием большого числа переменных, влияющих на ход реакции. При традиционном подходе к этому вопросу, т. е. при однопараметрическом планировании эксперимента, обрабатываются все возможные комбинации варьируемых факторов. В результате получается обширная информация, и многие данные, далекие от оптимальных условий, оказываются просто бесполезными. Но главное, часто лабораторные опыты, проводившиеся в традиционном аспекте, учитывали далеко не все факторы, влияющие на направление и скорость реакции, и позволяли охватить лишь узкий интервал условий, вследствие чего лабораторные данные переносили в промышленность не с уверенностью, а с опаской, так как они не могли характеризовать процесс, как системную целостность. [c.158]

Задача составления статистической модели множественной регрессии формулируется следующим образом. Пусть имеются экспериментальные точки, представляющие собой зависимость выходного параметра у от независимых факторов Х2,. .., х . Этот набор экспериментальных точек получен без какой-либо системы проведения опытов. Он может содержать в себе результаты, полученные по методу планирования эксперимента, данные пассивного промышленного эксперимента, а также литературные данные других исследователей. При этом статистическая модель множественной регрессии формулируется в виде зависимости [1,8] [c.621]

Г о р ю ш к о В. Е. и др. Разработка оптимального состава эластичных стыкующих герметиков на основе теории планирования эксперимента.— Химическая промышленность Украины , 1970, № 6 (54). [c.272]

При разработке промышленных катализаторов, где, как указывалось, важно даже незначительное повышение рабочих показателей, составы, полученные после машинного прогнозирования, следует уточнить. Для этой цели можно использовать метод корреляционных уравнений, где коррелирующим параметром может служить один из наиболее влиятельных признаков, выявленных на стадии машинного распознавания. Можно также воспользоваться для многокомпонентных катализаторов методом факторного планирования экспериментов, широко освещенным в литературе [2—4]. В последнем случае план выбирается на основе вариации содержания всех компонентов катализатора. Для получения данных об оптимальном составе катализатора, очевидно, требуется применять квадратичные планы. [c.131]

Формализованный (при наличии представлений о физикохимической сущности катализа) подход к определению оптимального состава и условий приготовления промышленных катализаторов базируется на использовании ЭВМ и статистических методов планирования и анализа эксперимента. Созданные к настоящему времени статистические методы поиска промышленных катализаторов позволяют по ограниченной экспериментальной информации просматривать значительные совокупности факторов, предполагаемых априори ответственными за каталитическую активность. Причем планы эксперимента предусматривают возможность варьирования испытываемых факторов на двух и более уровнях в зависимости от сложности поверхности отклика. Выявление доминирующих факторов проводится по различным вариантам ветвящейся стратегии, а их численная оценка — с использованием стандартных приемов регрессионного анализа. [c.20]

Несмотря на перечисленные трудности, математическое моделирование остается весьма эффективным средством исследования химических процессов и проектировании химической аппаратуры. Применение математического моделирования и математических методов планирования экспериментов сокращает время и средства на все виды экспериментального изучения химических реакций и на внедрение этих реакций в промышленное производство. [c.10]

Ввиду того что эксплуатация опытно-промышленной установки связана с крупными расходами, еще большее, чем на лабораторной стадии, значение приобретают вопросы экономного экспериментирования. Вот почему при выборе программы испытаний необходимо обратиться за помощью к специалистам в области статистики. Но из этого отнюдь не вытекает, что надлежит во что бы то ни стало придерживаться твердого плана, составленного в самом начале. Обычно большей экономии удается достигнуть с помощью последовательного планирования экспериментов с учетом предыдущих результатов. По этой же причине целесообразно проводить частые обсуждения достигнутых успехов при полном составе персонала установки или хотя бы с участием всех тех работников, которые смогут присутствовать. Аналогичным образом отчеты о результатах экспериментальных исследований на опытно-промышленной установке должны регулярно представляться группе, проектирующей промышленное производство, с тем чтобы обеспечить быструю увязку проекта промышленного производства с получаемыми новыми данными. [c.274]

Чтобы получить эти данные обычным экспериментированием, сущность которого состоит в постановке серий опытов для изучения влияния каждого переменного в отдельности при сохранении остальных переменных неизменными, потребуется длительное время и большой объем экспериментальной работы. Математические методы позволяют упростить решение этой задачи тремя путями применением математической статистики для анализа экспериментальных данных и планирования эксперимента применением аналоговых вычислительных машин для моделирования процессов на стадии лабораторного исследования и при оптимизации работающих промышленных реакторов применением аналитических методов описания процессов. [c.11]

Нами изучено взаимодействие бисульфита натрия с индивидуальными а-олефинами, полученными препаративным путем, и промышленными крекинг-олефинами фракции С12—С19. Оптимальные условия процесса па базе промышленных а-олефинов определяли, используя метод планирования эксперимента. По результатам проведенных опытов было получено математическое описание процесса и с помощью ЭВМ Мир-2 рассчитаны значения параметров оптимизации, соответствующие выходу алкилсульфонатов до 90, 95 и 100% [2]. [c.53]

Детально рассматривается планирование эксперимента и статистический анализ его результатов в химической промышленности. Основное внимание уделено дисперсионному анализу. Большой интерес представляет глава, посвященная секвенциальному анализу. Детально рассматривается определение условий, обеспечивающих максимальный выход продукта, или максимальную его чистоту, минимальную стоимость и пр. в сложных экспериментальных условиях, когда варьирует несколько факторов. [c.405]

Влияние условий реакции на выход продуктов было исследовано с помощью математических методов планирования эксперимента, что кроме сокращения сроков исследования позволило получить математическую модель процесса, на основе которой выполнен проект промышленной установки. [c.134]

Планирование эксперимента предложено английским ученым Р. Фишером в 30-х годах, однако современные методы широко применяемого экстремального планирования эксперимента связаны с работой американских ученых Бокса и Уилсона [8]. Несмотря на недостатки пассивного эксперимента и классического регрессионного анализа [2], этот метод широко применяется в производственных условиях, поскольку при этом информацию о свойствах объекта получают без нарушений технологического режима. В настоящее время методы планирования эксперимента, широко применяемые для изучения процессов в лабораторных и полузаводских условиях [9, 10, 11], в промышленных условиях применяются редко [12]. Однако развитие методов планирования эксперимента применительно к промышленным условиям и технический прогресс производства несомненно создадут предпосылки оптимизации эксперимента на всех стадиях изучения процесса. [c.8]

Учитывая относительно невысокую долю затрат на промышленную воду в общих затратах на выпуск готовой каустической соды, целесообразно в диапазоне изменения рабочих параметров процесса линеаризовать алгоритм оптимизации (IV,74). Эту процедуру выполняют методом планирования эксперимента на поверхности [c.156]

Совершенствованию хозяйственного механизма в последние годы уделяется большее внимание. Экономическая реформа 1965 г., периодические пересмотры оптовых цен, меры по улучшению планирования и экономического стимулирования производства, науки и техники, управления качеством продукции дали определенные результаты в развитии экономики зрелого социализма. С 1 января 1984 г. в стране проводится широкомасштабный экономический эксперимент. Основанием явилось постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР О дополнительных мерах по расширению прав производственных объединений (предприятий) промышленности в планировании и хозяйственной деятельности по усилению их ответственности за результаты работы . Суть экономического эксперимента состоит в том, чтобы дать больше прав предприятиям, объединениям, министерствам, одновременно повысив их ответственность, прежде всего материальную. Хотя химическая промышленность в 1984—1985 гг. не участвовала в этом эксперименте, многие экономические положения, отработанные в процессе его проведения, сегодня реализуются в отрасли. [c.176]

Описанные выше предварительные испытания показали перспективность камер с тепловыми завесами для создания высокотемпературных (400-450 °С) нагревателей газов, а также испарительных и проточных камер с внутренним оребрением-для создания нагревателей с улучшенными экономическими показателями. С целью получения данных, необходимых для проектирования промышленных аппаратов, были проведены более глубокие исследования и оптимизация параметров управления для этих конструкций. Кроме пассивных экспериментов использовалась методика планирования экспериментов (активный экс- [c.65]

В силу неопределенности влияния многих факторов в промышленных условиях на процесс коррозионного утоньшения стенок аппаратуры наиболее целесообразен общий нелинейный подход, основанный на информационных понятиях, теории чувствительности и теории планирования эксперимента многофакторных процессов. [c.328]

Преподавая в течение ряда лет химическую технологию, написав по ней учебники и работая над вопросами прогресса промышленности, Д. И. Менделеев считал важной задачей разработку теоретических основ технологии. Развитие физико-химических основ химической технологии, учения о процессах и аппаратах, о моделировании и планировании эксперимента, применение математических машин и инструментальной техники, контроля производственных процессов и др. создают ныне теоретические и методические основы технологии. [c.126]

Эффективным представляется следующий формализованный подход к определению оптимального состава и условии приготовления промышленных катализаторов, базирующийся на использовании ЭВМ и статистических методов планирования и анализа экспериментов. Он позволяет по ограниченной экспериментальной информации просматривать значительные совокупности факторов, априори ответственных за каталитическую активность и прочностные свойства катализаторов. При этом планы эксперимента предусматривают возмоншость варьирования испытываемых факторов на двух и более уровнях в зависимости от сложности поверхности отклика. Для получения надежных результатов выявление доминирующих эффектов проводится по нескольким вариантам ветвящейся стратегии, а их численная оценка — стандартными приемами регрессионного анализа. [c.69]

Предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности были переведены на полный хозяйственный расчет, минуя стадию крупномасштабного эксперимента (кроме шинной промышленности). При этом впервые в отечественной промышленности, как указывалось, в практику планирования и оценки производственно-хозяйственной деятельности предприятий введен показатель чистой продукции для измерения динамики роста производительности труда и формирования фонда заработной платы. [c.23]

Вопрос о целесообразности использования чистой продукции в практике планирования и оценки деятельности предприятий ставился неоднократно. В 1969 г. на 106 промышленных предприятиях машиностроительной и легкой промышленности была проведена экспериментальная проверка возможности ее применения в хозяйственной практике. По итогам эксперимента были сделаны следующие выводы [c.35]

С целью разработки рецептуры указанной ксашозицнн изучены зависимости ее свойств от компонентного состава с применением метода планирования эксперимента. На основе полученных уравнений регрессий рассчитан оптимальный состав композиции, отвечающий требованиям судостроительной промышленности 67 % мае. парафина, 16 -атактического полипропилена, 13 - церезина и 4 5 мае. окисленного петролатума. [c.104]

В нашей стране применение и развитие идей и методов плани-, рования эксперимента связано с работами В. В. Налимова и его школы. В настоящее время методы планирования эксперимента, широко применяемые для изучения процессов в лабораторных и полузавод-ских условиях, в промышленных условиях применяются редко. Однако развитие методов планирования эксперимента применительно к промышленным условиям и технический прогресс производства несомненно создадут предпосылки оптимизации эксперимента на всех стадиях изучения процесса. [c.7]

Синтетические жирные спирты фракции С —Сд являются цепным полупродуктом, применяемым в производстве пластификаторов. Основным методом их производства в СССР остается гидрирование бутиловых эфиров синтетических жирных кислот (СЖК) на гетерогенных медьсодержащих катализаторах [1, 2]. Процесс проводится при температуре 220...260°С, давлении водорода 25 МПА п нагрузке по сырью 0,4 ч . Жесткий режим проведения процесса, протекающего при наличии жидкой фазы, и специфика при.ме-няемых катализаторов, активным началом которых является мелкодисперсная медь, обусловливают малый срок межперегрузочного пробега контакта. Средний срок службы катализаторов при проектной нагрузке по сырью составляет 4 месяца и сокращается с увеличением содерл ания в сырье доли эфиров высокомолекулярных кислот. Малый срок службы контакта ухудшает технико-экономи-ческие показатели процесса как за счет повышенного расхода катализатора, так и за счет затрат на перегрузку реакторов гидрирования, и вызывает необходимость разработки более эффективных и стабильных катализаторов. Уместно отметить также, что применяемые в рассматриваемом процессе катализаторы ГИПХ-105 и НТК-4 были разработаны для гидрирования ацетона и низкотемпературной конверсии оксида углерода соответственно. Раннее проведенными исследованиями показано, что с применением метода факторного планирования эксперимента на основе металлов, традиционно входящих в состав медьсодержащих контактов, возможно оптимизировать рецептуру катализатора применительно к процессу гидрогенизациопной переработки сложных эфиров карбоновых кислот в соответствующие спирты [3]. Разработанный катализатор КГК-81 по активности и селективности в модельной реакции гидрирования этилацетата в этанол существенно превосходил промышлен- [c.130]

Шрейбер Г. К., Саакиян Л. С., Маркова Е. В. Скрипченко В. Н. Планирование эксперимента при исследовании ингибиторов для защиты от коррозии стального оборудования нефтяных промыслов. — НТС Коррозия и защита в нефтедобывающей промышленности . ВНИИОЭНГ. М., 1968, № 5, с. 5—8. [c.137]

Для оптимизации очистки был применен симплексный метод планирования эксперимента [75], имеющий преимущество перед другими видами математического планирования, заключающееся в возможности сокращения объема экспериментов, что бывает выгодно при проведении полупромышленных или промышленных испытаний. Варьировались следующие факторы толщина обрабатываемого слоя Хг, продолжительность обработки Х2] температура воды (конденсата) Хг. В табл. 4.2 лредставлены значения основных уровней и шагов [c.58]

В книге обсуждается, как надо преодолевать некоторые сложности, сопутствующие исследовательской работе. Описаны такие ее элементы, как вычисление погрешностей, математическое планирование эксперимента, статистические способы оценки надежности полученных данных, приемы оформления результатов исследования и т. п. Уделено внимание приборному обеспечению химических исследований, Покааано использование принципов стандартизации. Рассмотрены проблемы, которые необходимо учитывать при переводе от лабораторных стадий исследования к промышленному внедрению разработок. [c.704]

Разработка высокоэкономичных каталитических процессов требует построения их математических моделей и, в частности, составления кинетических уравнений. В книге рассмотрены все основные задачи, которые возникают при выводе этих уравнений. Изложеные методы минимизации функции многих переменных, методы решения систем кинетических уравнений, освещены вопросы планирования эксперимента и статистической обработки опытных данных. Описаны методы автоматизации программирования кинетических уравнений, позволяющие в большинстве случаев передать вычислительнэй машине существенную часть работы по составлению кинетических уравнений. Книга иллюстрирована примерами исследования кинетики промышленных каталитических процессов. [c.304]

Плотниковой, Шульчишиньш и др. [50] также с использованием методов статистического планирования эксперимента проведено исследование сушки продуктов анилино-красочной промышленности на установке с фонтанирующим слоем инертных тел при тангенциальном вводе газа в слой (см. рис. 1.4). Параметрами оптимизации являлись удельная производительность установки и слоя инертных тел по сухому продукту и по испаренной влаге влажность высушенного материала. [c.115]

В настоящее время разработаны новые методы эволюционного планирования эксперимента на промышленных объектах,, позволяюи ие частично избавиться от этого недостатка. [c.102]

Основная часть сернистых соединений (до 90%) в углеводородных фракциях Сг+Сб предельного и непредельного состава приходится на долю меркаптановой серы. Особенно много меркаптановой серы (до 1,0%, массовая доля) содержится в легких фракциях Оренбургского, Астраханского и Карачаганакского конденсатов. Массовая доля меркаптановой серы в индивидуальных углеводородах С , С5 для нефтехимической промышленности не должна превышать 0,003+0,01%, что требует очистки исходного сырья (смеси Сг+Сб) газофракционирующих установок (ГФУ) от сернистых соединений до их остаточного содержания 0,003%. Процесс очистки углеводородов Сг-Сб от меркаптанов складывается из стадий экстракции меркаптанов водным раствором щелочи и окисления меркаптидов до дисульфидов с регенерацией щелочи. Экстракция меркаптанов раствором едкого натра изучалась методом планирования эксперимента [c.176]

Использование методов математического планирования экспериментов позволяет получать количественные зависимости между показателями эксплуатационных свойств и технологическими параметрами процесса, что, в свою очередь, обеспечивает обоснованный выбор оптимальных условий ведения процесса и возможность непосредственного управления процессом получения рукавных пленок. Такая программа управления реализована, например, на отечественных промышленных агрегатах при переработке полиэтилена различных марок (различающихся показателями текучести расплава). Показатели свойств полиэтиленовой пленки, полученной при использовании автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП), позволяют сделать выводы об эффективности таких систем. При наличии соответствующих управляющих устройств система имеет обратную связь и дает возможность автоматически восстанавливать оптимальный технологический режим работы агрегата в случае отклонения от заданных показателей и в свойствах продукта [90]. [c.157]

Е соответствии с постановлением ЦК КПСС и Совета Минп-стров СССР от 12 июля 1979 г. Об улучшении планирования и усилении воздействия хозяйственного механизма на иовышение эффективности производства и качества работы в химической промышленности проводится подготовка к переходу на примеие-нче централизованного планируемого показателя роста чистой продукции (нормативной). В порядке эксперимента полностью перешли на его исчисление несколько промышленных объеднне-нпп п ряд предприятии и производственных объединений, [c.179]

Обычно каталитические эксперименты проводят на лабораторных микрокаталитических установках при стационарном и нестационарном протекании процессов диффузии и адсорбции реактантов при этом одним из наиболее перспективных способов исследования физических свойств катализаторов и адсорбентов является экспрессный импульсный хроматографический метод, позволяющий в ограниченные промежутки времени для значений технологических параметров, близких к промышленным, получить (в частности, для MOHO- и бидисперсных моделей зерен катализаторов) важную информацию о численных величинах их констант, таких, как эффективные коэффициенты диффузии в макро- и микропорах, константы скорости адсорбции, константы адсорбционно-десорбционного равновесия, коэффициенты массоотдачи. Для оценки последних применяются метод моментов, метод взвешенных моментов, методы, использующие в своей основе преобразования Лапласа и Фурье и т. д. Однако все они обладают существенными недостатками применимы только для линейно параметризованных моделей, не позволяют провести оценку точности полученных параметров и оценку точности прогноза по моделям, не допускают проведение планирования прецизионного и дискриминирующего эксперимента. Отметим также, что при их практическом исполь- [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология