Принцип декомпозиционный

Научно-методологической основой декомпозиционного принципа является теория элементарной декомпозиции исходной задачи синтеза ХТС, которая поставлена перед проектировщиком на каком-либо этапе технологического проектирования объекта химической промышленности. Теория элементарной декомпозиции представляет собой одну из первых попыток математической формализации интуитивно-эмпирического метода функциональной декомпозиции ИЗС, который широко используется в практической деятельности проектировщиков-технологов. [c.144]

Эволюционные методы синтеза предполагают последовательную модификацию первоначально постулируемой технологической схемы процесса. При эволюционном синтезе используют также эвристические и декомпозиционные методы. Эволюционные методы разумно использовать лишь после того, как исходный вариант процесса синтезирован на основе общих принципов оптимального построения систем или методов прямой оптимизации. [c.101]

Для решения указанных задач, возникающих при разработке алгоритмов синтеза ХТС на основе теории элементарной декомпозиции и декомпозиционного принципа, необходимо широко использовать методы теории графов, методы эвристического программирования, специальные методы решения экстремальных комбинаторных задач (например, метод ветвей и границ), методы адаптации, обучения и самообучения, методы целочисленного линейного программирования, методы статического моделирования и другие современные математические методы общей теории систем. [c.156]

Для исследования режимов функционирования данной типовой ХТС (см. рис. 11-16) был применен блочный или декомпозиционный принцип моделирования (см. 3 настоящей главы). [c.102]

Для разработки методов решения задач синтеза ХТС первого— четвертого классов широко применяют декомпозиционный и эвристический принципы синтеза ХТС. Интегрально-гипотетический принцип используют при создании методов и алгоритмов решения пятого класса задач синтеза ХТС. Методы и алгоритмы решения задач синтеза ХТС шестого и седьмого классов базируются на применении эволюционного (в ряде случаев и эвристического) принципа синтеза ХТС. [c.143]

Декомпозиционный принцип синтеза [c.144]

Сущность многоуровневой методологии синтеза заключается в том, что для получения оптимального исходного варианта технологической топологии ХТС на первом уровне синтеза ХТС используют декомпозиционный, эвристический или интегрально-гипотетический принципы. [c.181]

Декомпозиционно-эвристический метод разработки оптимальных технологических схем ТС использует методологию декомпозиционного и эвристического принципов синтеза ХТС. [c.269]

Наибольшее распространение при оптимизации ХТС в настоящее время получает вторая группа методов оптимизации ХТС— декомпозиционные методы (блок В). Декомпозиционные методы сводят задачу оптимизации схемы в известном смысле к взаимосвязанным задачам оптимизации отдельных подсистем ХТС. Взаимосвязь отдельных задач оптимизации, как уже указывалось, обусловлена взаимодействием подсистем, учитываемым тем или иным приемом децентрализации и декомпозиции общей проблемы оптимизации. Прямые декомпозиционные методы (блок F), такие, как методы цен (блок 7 1), метод закрепления переменных (блок fU) и их модификации, строятся- по общему принципу, основанному на внесении соотношений связи между подсистемами в критерий оптимизации с последующим разбиением общей проблемы оптимизации на ряд подзадач. Эта группа обладает большим достоинством, связанным со свободой выбора метода оптимизации из группы А для решения локальных задач оптимизации. [c.180]

Сущность декомпозиционно-поискового принципа состоит в том, что трудоемкость многомерного поиска Р еР сокращают, подвергая декомпозиции многомерную исходную задачу синтеза ХТС на совокупность более простых задач и выполняя перебор только лишь перспективных или рациональных вариантов решения ИЗС [38, 39, 157]. [c.128]

Необходимые условия решения ИЗС на основе декомпозиционно-поискового принципа сформулированы с использованием метода ветвей и границ [4, 50, 511 1) Р Р, 2) Р = /Р,, [c.128]

Рассмотренные декомпозиционные принципы обеспечивают методологию генерации оптимальных технологических структур ХТС. которая осуществляется в САПР как в диалоговом, так и автоматизированном режиме. Указанные принципы позволяют разра ботать методы автоматизированного рещения многомерных задач синтеза ХТС 1-1—1-4. [c.130]

Чтобы создать алгоритмы переработки информации в САПР, которые реализуют декомпозиционные принципы синтеза ХТС [157], операции генерации и выбора оптимальных решений задач синтеза следует отображать в виде семантических деревьев двух классов — деревьев декомпозиции ИЗС и деревьев вывода решений ИЗС [158]. Вершины деревьев декомпозиции соответствуют постановкам более простых подзадач, образованных при многоуровневой декомпозиции ИЗС. [c.130]

В связи с этим при разработке методов автоматизированного синтеза ХТС для получения глобального оптимального решения ИЗС наиболее эффективно применение многоуровневой методологии. Суш,ность этой методологии состоит в том, что для получения оптимального исходного варианта технологической топологии ХТС на первом уровне синтеза ХТС используют декомпозиционные или интегрально-гипотетический принципы. Затем на втором уровне для оптимального варианта технологической топологии системы применяют методологию эволюционного принципа. [c.133]

Для построения ДО необходимо иметь математическую модель ХТС, которую целесообразно создавать на основе модульного или декомпозиционного принципа [4, 53, 210]. Для любой ХТС существует определенное соответствие между ДО и БСН, построенными для этой системы. [c.171]

Основным подходом к решению задачи проектирования является использование декомпозиционных принципов, в соответствии с которыми общая задача подразделяется на отдельные этапы (относительно независимые) и выходная информация одного является входной для другого. Ввиду многозначности реализации каждого из этапов (наличие различных вариантов технологических [c.424]

В основе декомпозиционных методов лежит теория элементарной декомпозиции, определяющая принципы разделения исходной задачи синтеза на ряд более простых подзадач, для которых могут быть применены известные или достаточно легко получаемые определенные технологические решения, соответствующие современному уровню развития технологии. Решение задачи декомпозиции существенно упрощается, если выделенные элементы (подсистемы) имеют тривиальное решение (например, отдельный теплообменник, ректификационная колонна и т. д.). В противном случае оптимизация должна проводиться как на уровне отдельного элемента, так и системы в целом по уточнению взаимосвязей между ними. Рассмотрим систему, состоящую из двух взаимосвязанных элементов (рис. 8.1). Здесь Му, — переменные процесса, Ху, — промежуточные потоки, передаваемые между подсистемами. Задача состоит в поиске оп- [c.439]

При решении задач синтеза отдельных стадий химического производства наибольший интерес представляют алгоритмы, пост-роенные с учетом специфики внешних источников и стоков тепла. Причем внешними по отношению к данной стадии могут быть потоки других стадий. Естественно, задача синтеза становится значительно сложнее, снижается управляемость производством вследствие появления дополнительных перекрестных связей, но достигается максимальная степень рекуперации энергии внутри схемы. По суш еству, этот переход от декомпозиционного принципа к совместному синтезу приводит к формированию соответствуюш ей стратегии и критерия оптимальности. Совместный синтез в равной степени может привести к изменению традиционной структуры каждой из стадий, поскольку они будут формироваться исходя из единого критерия оптимальности. Примером такой стратегии является синтез теплообменной системы одноколонной ректификационной установки на основе термодинамического метода [31, 32]. [c.468]

Декомпозиционные методы оптимизации позволяют свести глобальную задачу оптимизации ХТС большой размерности к последовательности локальных задач оптимизации отдельных блоков или совокупностей отдельных блоков ( суперблоков ) существенно меньшей размерности, При конструировании подобных методов главная проблема состоит в ликвидации или учете взаимного влияния блоков ХТС при формировании локальных задач оптимизации. В связи с этим был разработан принцип закрепления П10, с. 302—308], на основе которого был создан декомпозиционный метод закрепления [1, с. 302 [c.169]

Рассмотрим подход к синтезу ТС, использующий построенную глобальную ТС. Он также основывается на декомпозиционном принципе закрепления, сводящим задачу синтеза ТС к двухуровневой оптимизационной процедуре. В соответствии с принципом закрепления закрепим в т-стадийной схеме температуры всех горячих и холодных промежуточных потоков. Рассмотрим /г-ую стадию (/г с т). На этой стадии имеется совокупность 5/, горячих и 5с холодных потоков, с известными входными и выходными температурами. Определим наилучшую ТС для й-той стадии. Поскольку к-тая стадия представляет собой базовую ТС 5, Х 5с), задача синтеза ТС -той стадии сводится к основной задаче синтеза размерности X М. Решив эту задачу для всех стадий глобальной схемы, найдем некоторую структуру ТС, что будет являться окончанием процедуры 1-го уровня. На втором уровне температуры всех промежуточных потоков освобождаются от закрепления и проводится оптимизация всей ТС, при этом поисковыми переменными являются все технологические параметры. Поскольку все переменные здесь непрерывные, на этом уровне используется один из поисковых методов. После окончания оптимизации будут получены новые значения температур для промежуточных потоков. Закрепим их на этих значениях и опять перейдем к решению задач 1-го уровня. Преимущество этого подхода к построению ТС перед предыдущим состоит в том, что решение одной задачи о назначениях большой размерности на [c.220]

Т выбора принципа синтеза ХТС, используе - ого при синтезе ТС (декомпозиционный эвристический интегрально-гипотетический эволюционный), который определяет стратегию и методологию поиска оптимального решения ИЗС [c.12]

Декомпозиционный принцип синтеза ХТС [1,3] предполагает возможность декомпозиции ТС на УТ. Следовательно, при синтезе структуры ТС может быть составлена из УТ. которые последовательно генерируются по методике предлагаемой в работе [ 52]. Основной задачей этапа генерации УТ системы, на основе принципа декомпозиции [1-3] является разработка процедуры выбора взаимодействующих пар потоков теплоносителей для достижения максимальной ТЛ для каадого из генерируемых узлов теплообмена ТС разработка процедуры определения структуры технологических связей мевду УТ. [c.70]

Для математического моделирования ХТС используют специальные программы ц и ф р о в о г о м о д е л и р о в а н и я (СПЦМ), построенные по блочному илн декомпозиционному принципу. Обобщенная функциональная схема СПЦМ ХТС состоит из следующих блоко.в (рис. П-7) 1—блок ввода исходной информации 2 —блок математических моделей типовых технологических операторов или модулей 3 —блок определения параметров физико-химических свойств технологачесних потоков и характеристик фазового равновесия 4 —блок основной исполнительной программы 5 —блок обеспечения сходимости вычислительных операций 6 — блок оптимизации и расчета характеристик чувствительности ХТС к изменению пара-метров элементов (технологических операторов) системы 7 — блок изменения технологической топологии ХТС 8 — блок расчета функциональных характеристик ХТС 9 —блок вывода результатов. [c.53]

Рассмотрим сущность комбинированного алгоритма синтеза ХТС, основанного на использовании эвристического и декомпозиционного принципов синтеза и представляющего собой модификацию алгоритма синтеза ХТС Д-П (см. рис. IV-4). При модификации алгоритма Д-И для осуществления последовательной декомпозиции ИЗС или ее подзадач вводится следующее обязательное условие, представляющее собой некоторую эвристику на каждом -ом этапе декомпозиции ИЗС (или некоторой /-ой подзадачи) синтеза на совокупность двух подзадач Si i(j) и >Si ii(j) декомпозиция должна осуществляться так, чтобы хотя бы для одной из юбразующихся подзадач существовало тривиальное решение. [c.162]

Адаптационно-эволюционный метод проектирования оптимальных технологических схем химических производств основан на использовании стратегии декомпозиционного, эвристического и эволюци-онногб принципов синтеза ХТС. [c.188]

Рассмотрим алгоритм разработки оптимальных технологических схем ТС химических производств, базирующийся на основной идее математического метода ветвей и границ —идее перехода от прямого решения сложной исходной задачи к решению более простой, так называемой <аграничной задачи . Указанный алгоритм относится к классу алгоритмов декомпозиционного принципа синтеза ХТС. [c.249]

Для онижения комбинаторной размерности задач синтеза оп тимальных технологических схем СРМС необходимо использовать методологию эвристического, декомпозиционного и интегрально-гипотетического принципов синтеза ХТС, а также метод динамического црограммировання. [c.285]

Сущность эвристическо-декомпозиционного принципа синтеза ХТС состоит в том, что поиск оптимального решения ИЗС проводится упорядоченным перебором множества эвристических решений, которые получены при заданном числе попыток синтеза системы. При одной попытке получают некоторое эвристическое решение ИЗС на основе элементарной декомпозиции исходной задачи. Любая элементарная задача синтеза образуется в соответствии с выбранным эвристическим правилом (или эвристикой), входящим в определенный набор эвристик [4, 38, 39, 157]. Каждая эвристика — либо некоторое утверждение, являющееся результатом обобщения существующих научных знаний в области химии, физики, теоретических основ химической технологии и кибернетики химико-технологических процессов, либо некоторое интуитивное или эмпирическое предположение исследователя, которое хможет привести к рациональному решению задачи синтеза. [c.129]

Разработка алгоритма генерации альтернативных вариантов ХТС базируется на декомпозиционных и эвристическом принципах синтеза ХТС, в соответствии с которыми строится дерево декомпозиции ИЗС любой ХТС проблемной области (рис. 5.4). Рассмотрим диалоговый семантическо-имитационный алгоритм генерации альтернативных вариантов ХТС, включающий следующие шаги [c.141]

В системе предусмотрено оперативное вмешательство в ход вычислений путем внешних прерываний с инженерного пульта ЕС ЭВМ, обработка которых позволяет выйти на режим диалога и изменить параметры задания на оптимизацию например, сменить метод бузусловной минимизации, провести декомпозиционную релаксацию области поиска, вывести на печать более полную информацию о моделируемой ЭТС и т. п. Библиотеки алгоритмов условной и безусловной минимизации построены по принципу взаимного дополнения включенных в них методов, что позволяет в каждом конкретном случае выбрать метод, наиболее адекватный решаемой задаче. [c.420]

В книге рассмотрены основные принципы моделирования, анализа и синтеза сложных химико-технологических систем (ХТС). Приведены методы расчета материальноэнергетических балансов и степеней свободы ХТС описаны математические модели технологических операторов (элементов систем), изложены основы матричного, детерминант-ного и топологического методов анализа ХТС. На основе использования топологических моделей (теории графов) ХТС рассмотрены методы разработки оптимальной стратегии (алгоритмов) исследования и декомпозиционные принципы оптимизации ХТС. Даны методы построения специальных программ математического моделпровапия ХТС на ЦВМ. [c.4]

Каждый альтернативный вариант теплообменной системы формируется на основе декомпозиционного принципа синтеза химико-технологической системы. Количество передаваемого тепла в каждом теплообменнике одинаково, ибо выбор очередной пары потоков не должен зависеть от предыдущих и последующих операций теплообмена исходных потоков, составной частью которых являются эти результирующие потоки. Принимается, что в каждом теплообменнике количество передаваемого тепла — Qmax равно [c.79]

Для поиска семантического решения НФЗ синтеза ресурсосберегающих ГФС в виде описания или чертежа технологической схемы ГФС необходимо использовать декомпозиционные принципы синтеза ресурсосберегающих ХТС [10], различные эвристи-ческо-эволюционные процедуры автоматизированного синтеза ХТС, а также программное обеспечение, реализующее гибридные ЭС (ГЭС). Основным интеллектуальным компонентом ЭС является БЗ, в которой представлены как результаты теоретических исследований, так и практические знания экспертов — высококвалифицированных технологов-проектировщиков, позволяющие непрограммирующему пользователю в режиме интеллектуального диалога с ЭВМ генерировать оптимальную ресурсосберегающую технологическую схему ГФС. [c.279]

Для автоматизации всех этапов решения ИЗС газофракционирующих систем, относящихся к классу неоднородных массооб-меиных ХТС, предложена декомпозиционная эвристическо-продукционная (ДЭП) процедура 133, 134]. Она основана на декомпозиционных принципах автоматизированного синтеза ХТС 11], продукционно-фреймовых моделях представления знаний в химической технологии (см. разд. 11.2) и принципах построения продукционных систем (см. гл. 6). [c.284]

На базе описанной общей схемы ниже обсуждены два декомпозиционных метода, один из которых основан на применении метода множителей Лагранжа (методом цен [40]), а другой — на принципе закрепления входных и выходных переменных блоков схемы [41]. Кроме того, кратко рассмотрены метод подоптимизации [8, с. 199], а также общий подход к построению одного класса декомпозиционных методов. [c.174]

Дадим всем горячим элементарным потокам новую (сплошную) нумерацию и будем рассматривать их как новую совокупность горячих потоков 5 . Аналогичным образом, все холодные элементарные потоки будем рассматривать как новую совмупность холодных потоков 5 . Числа N, М потоков в множествах 5,,, 5с будут равны = 1 + Пл- М = + тм- Воспользуемся декомпозиционным принципом закрепления и зафиксируем начальные и конечные температуры всех элементарных потоков при соблюдении условий (VI, 69), (VI, 70). Для новых множеств 5 , 5, го ячих и холодных потоков построит оптимальную базовую ТС (5 X 5, ) для этого мы должны решить основную задачу синтеза размерности N X М. Конечно, решение этой задачи не дает точного решения первоначальной задачи синтеза ТС, поскольку начальные и конечные температуры элементарных потоков были заданы произвольно. В связи с этим предлагается следующая двухуровневая процедура. На первом уровне решается основная задача синтеза ТС размерности N X М при заданных начальных и конечных значениях температур элементарных потоков. На втором уровне проводится оптимизация схемы найденной (фиксированной) структуры, при этом в качестве поисковых используются все технологические переменные Л,, Л Л У . В результате решения этой задачи будут уточнены значения начальных и конечных температур всех элементарных потоков. После этого опять решается основная задача синтеза ТС при новых значениях начальных и конечных температур элементарных потоков, и т. д. [c.219]

В работах [II, 24-41] используется декомпозиционный принцип синтеза ХТС С7] и принимается, что в каждом ТА при теплообмене исходных потоков происходит передача максимально возможного количества тепла Qm Lx того количества тепла, которое необходимо передавать от исходного горячего потока к исходному холодному потоку так, чтобы максимизировать конечную температуру исходных холодных потоков. При этом предполагается, что передача в каждом ТА максимально возможного количества тепла Цтах позволяет повысить общее количество рекуперированного тепла в ТС и минимизировать площадь теплообмена. [c.13]

В работах [14,15,16] решается комплексная задача синтеза ТС как ЗОН, Используется интегрально-гипотетический принцип синтеза ХТС. Для решения задачи синтеза ТС применяется декомпозиционный метод оптимизации ХТС на основе компактного преобразования неплотных матриц с использованием фзгнкций Лагранжа. Расчет операций теплообмена проводится с помощью упрощенной методики расчета значений коэффициента теплопередачи. [c.19]

Использование йри проектировании ТС декомпозиционного принципа синтеза ХТС на основе концепции передачи максимально возможного количества тепла в. УТ приводит к синтезу ациклических структур ТС. Ациклические структуры характеризуются, с одной стороны, высокой степенью рекуперации тепла, а с другой - неодинаковыми условиями функционирования ТА. Ациклическая структура ТС является результатом такого подхода к разработке технологической схемы ТС, когда синтез схемы начинают, исходя из начальных температур потоков Т и Т , При этом технологические потоки могут участвойать в теплообмене только один раз, по мере возрастания их температур на входе в УТ и, поэтому синтез циклических структур исключается. [c.24]

Виктором Вячеславовичем совместно с В,В,Макаровым разработаны научные пргаципы синтеза многоассортиментных, малотоннажных химических производств, организованных как гибкие автоматизированные производственные системы (ГАПС), Предложен декомпозиционный принцип проектирования таких систем. [c.14]

Аналогичная по математической постановке задача линейного программирования с переменными векторч толбцами, заданными на выпуклых множествах, приведена в работе [14]. Показана принципиальная возможность применения декомпозиционной процедуры для данного типа задач. В результате решения определяются как основные переменные, так и значения элементов матрицы условий. Применение принципа декомпозиции для решения задачи линейного программирования с переменными параметрами модели (обобщенная задача линейного программирования) рассмотрено в работах [15, 16]. Особенностью алгоритма является то, что в процессе решения осуществляется одновременный поиск вершин выпуклых многогранников, на которых заданы варьируемые векторы, и значений интенсивностей технологических процессов. [c.15]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология