Эвристики

Теперь можно сформулировать задачу синтеза вероятных механизмов протекания сложной химической реакции. Пусть известны априори исходные реактанты и конечные продукты заданной химической реакции. Пусть известны также типы промежуточных элементарных реакций, т. е. предполагается заданным класс промежуточных элементарных реакций. Допускаем при этом, что не все реакции из этого класса могут в действительности протекать в рассматриваемой реакционной системе. Полагаем далее, что сформулированы и совокупности эвристик, позволяющие установить запреты на превращение одного тина АМ в другой. Необходимо осуществить синтез многостадийных механизмов протекания сложной химической реакции и выбрать из них для последующей экспериментальной проверки те, которые не противоречат физико-химическому смыслу задачи. [c.177]

Синтез простых многоколонных систем ректификации выполняют в основном комбинированными методами — алгоритмическими или эволюционными в сочетании с эвристиками, применяемыми на различных уровнях решения задачи. Первый уровень эвристик используют для определения возможных фракций или чистых компонентов, получаемых при разделении, а второй —для выбора наиболее экономичного метода разделения, при котором обеспечивается получение фракций выбранного состава. [c.131]

Рассмотрим вначале различные эвристики, используемые для синтеза многоколонных схем ректификации. В работах [36] предлагаются следующие эвристики, полученные в результате анализа суммарных паровых потоков во всех колоннах, тепловых нагрузок на кубы и конденсаторы всех колонн [c.131]

При синтезе схем ректификации смесей близкокипящих компонентов или при разделении широких фракций на узкие рекомендуются эвристики, полученные в результате анализа энергетических затрат [38] [c.131]

В работе [40] рекомендуются следующие эвристики для синтеза многоколонных схем [c.132]

В работе [43] показана эффективность и целесообразность направленного применения следующих эвристик для синтеза простых схем разделения [c.132]

При большом числе компонентов можно значительно упростить алгоритм синтеза, принимая для сравнительного анализа не все возможные варианты схем, получившиеся в процессе эволюции, а только наиболее перспективные, отбираемые, например, при помощи рассмотренных выше эвристик. [c.136]

ГОДОМ динамического программирования е использованием приведенных выше эвристик. Стратегия синтеза схем ректификации со связанными тепловыми потоками такова [c.138]

Необходимо обратить также внимание на то, что спектр распределения относительной стоимости при синтезе схем разделения бывает довольно узким, т. е. затраты при оптимальной схеме не намного могут отличаться от затрат при других схемах, в том числе полученных обычно на основе термодинамических критериев оптимальности или на основе рассмотренных выше эвристик. [c.139]

Для синтеза схем ректификации с теплообменом между потоками в конденсаторах и кипятильниках разных колонн предложены следующие эвристики [43, 45]. [c.139]

Рассмотрим еще один эволюционно-эвристический метод синтеза системы теплообмена, легко реализуемый также вручную [14]. В основу метода положены две эвристики 1) теплообмен ску-ществляется в первую очередь между наиболее горячим и наименее холодным потоками 2) поверхность теплообмена определяется исходя из требований максимального количества переданного тепла между двумя потоками с заданными температурами на входе. [c.325]

Задача называется хорошо определенной, если решающий ее располагает каким-то способом узнать, когда он решил данную задачу. Иначе говоря, хорошо определенной называется задача, для которой при ее заданном предполагаемом решении можно применить алгоритмический метод, позволяющий определить, является ли оно на самом деле решением. Большинство задач, возникающих в гетерогенном катализе, так же как и в других областях знаний, являются плохо определенными мы выбираем некоторую последовательность действий, не будучи уверенными, что они окажутся эффективными в данных обстоятельствах. Хорошо определенные задачи обычно таковы, что в принципе существует некий алгоритмический метод их решения. Если пространство решений, содержащее истинное решение, весьма ограничено, то простейший способ решения — полный перебор. Однако при возрастании размерности пространства решений возникает так называемое проклятие размерности, приводящее к комбинаторному взрыву . Вследствие комбинаторного взрыва задачи могут быть решены лишь при условии существенного ограничения объема поиска путем применения эвристического программирования. Поэтому эвристику (эвристический метод) определяют как некоторое произвольное правило, стратегию, упрощение или любое другое средство, которое резко ограничивает объем поиска решения в крупных многомерных проблемных пространствах (пространствах решений проблем). [c.48]

Современное состояние теоретических основ такого подхода позволяет уже в настоящее время создавать эффективные алгоритмы по идентификации структур молекул по физико-химическим данным и по синтезу теоретически непротиворечивых конкурирующих механизмов реакций. В основе программ построения механизмов реакций лежат теории строения и реакционноспособности химических соединений, позволяющие по предварительно составленной библиотеке химических реакций из заданной совокупности реактантов получать другие реакции с помощью различных химических превращений. Априори выбранная система эвристик, характеризующая теоретически разумные пути химических пре- [c.173]

При разработке оптимальных технологических схем тепловых подсистем, которые обеспечивают теплообмен между т горячими и п холодными технологическими потоками, могут использоваться следующие эвристики для выбора некоторой пары взаимодействующих в теплообменнике потоков [c.158]

Указанные эвристики [(IV,9), (IV,10)] используются для осуществления каждого этапа последовательной функциональной декомпозиции синтезируемой технологической схемы подсистемы. [c.158]

Применение эвристического программирования позволяет в какой-то мере формализовать некоторые процессы творческой интеллектуальной деятельности проектировщика-технолога. Рассмотрим основны теоретические концепции эвристики и эвристического программирования. [c.158]

В настоящее время эвристика, как наука, еще не является четко очерченной и законченной областью научных исследований. [c.158]

Эвристика не дает методов постановки научно-технических задач. Предполагается, что задача поставлена, т. е. интуитивные требования заменены четко сформулированными вопросами. Далее также предполагается, что существует тест (проверка), который можно применить к предполагаемому решению некоторой задачи. В случае, когда предполагаемое решение задачи действительно является решением, тест должен обнаружить это за конечное число шагов. [c.158]

Для решения задач из класса В и подкласса Л] наиболее целесообразна применять эвристические методы, основанные на использовании эвристик, помогающих человеку обходиться без полного перебора. [c.159]

Указанная эвристическая программа, которая соответствует комбинированному алгоритму, функционирует следующим образом. В программе каждая из эвристик отдает предпочтение тому или иному варианту декомпозиции ИЗС. Выбор эвристики, которой следует руководствоваться на каждом этапе декомпозиции, производится случайным образом. Каждой эвристике приписывается весовой коэффициент, величина которого пропорциональна вероятности предпочтительного выбора этой эвристики на данном этапе декомпозиции ИЗС. Проводя этап за этапом декомпозицию ИЗС и выбирая на каждом этапе некоторый вариант декомпозиции, программа синтезирует ХТС. После этого программой рассчитывается оптимальная величина КЭ этой системы. Затем весь процесс повторяется, т. е. повторно синтезируется система. При этом используются уже другие эвристики, поскольку они в программе выбираются случайным образом. Если система, полученная во второй раз, оказалась лучше первой, то увеличиваются весовые коэффициенты эвристик, использованных при ее синтезе, в противном случае они уменьшаются. Таким образом, реализуется процесс самообучения или накопление данной эвристической программой опыта синтеза ХТС. [c.163]

Процесс синтеза повторяется эвристической программой многократно. Если при использовании заранее заданного числа итерационных попыток программой не будет синтезирована ХТС, превосходящая наилучшую из полученных ранее, то эта система полагается оптимальной, и процесс синтеза прекращается. При переходе к другой ИЗС в качестве исходных весовых коэффициентов эвристик принимаются коэффициенты, полученные эвристической программой в процессе самообучения при решении предыдущей задачи синтеза ХТС. [c.163]

Для выбора варианта декомпозиции ИЗС в соответствии с условием (IV,12) из множества возможных операций теплообмена между потоками пара потоков выбирается как на основе использования эвристик (1У,10), так и с использованием дополнительной эвристики выбрать пару потоков случайным образом . [c.165]

Из заранее фиксированного набора эвристик случайным образом с учетом весовых коэффициентов для данного уровня декомпозиции ИЗС выбирается одна эвристика. [c.166]

При помощи этой эвристики из таблицы пар обрабатываемых потоков выбирается одна пара для нее определяется мощность теплообменника, т. е, рассчитываются конечные температуры I4 и [c.166]

Эвристические методы синтеза позволяют находить решение оптимальной структуры или технологической схемы с помошью вероятностных, но всегда не безошибочных предположений (эвристик). Эвристики, применяемые при синтезе схем ректификации, будут рассмотрены ниже. Эвристический метод синтеза широко используется в сочетании с другими методами, так как одновременное применение их обеспечивает значительную экономию времени счета. [c.101]

При учете эксплуатационных и капитальных затрат были найдены другие эвристики для синтеза схем разделения [37]- [c.131]

Проверка данного метода на целом ряде примеров показала, что он обеспечивает при минимальных затратах времени счета нахождение системы теплообмена, близкой к оптимальной. В отдельных случаях, однако, оптимальная система получается лишь при использовании вместо пфвой эвристики другой теплообмен осуществляется между наиболее горячим и вторым наименее холодным потоками. Одним из существенных достоинств указанного метода является возможность синтеза циклических схем теплообмена, не всегда реализуемых другими известными методами синтеза. [c.327]

Мысль о необходимости разработки эффективных методов решения творческих задач высказывалась давно, по крайней мере со времени древнегреческого математика Паппа,в сочинениях которого впервые встречаете слово эвристика . Однако лишь в середине XX века стало очевидно, что создание таких методов не только желательно, но и необходимо. Появление методов активизации перебора вариантов — знаменательная веха в истории человечества. Впервые была доказана на практике возможность — пусть в ограниченных пределах — управлять творческим процессом. Осборн, Цвикки, Гордон-показали, что способность решать творческие задачи можно и нужно развивать посредством обучения. Был подорван миф об озарении , не подцаюшемся управлению и воспроизведению. [c.34]

Создание ЭВМ третьего и четвертого поколений дало новый подъем развитию эвристики, а также послужило причиной для разработки эвристического программирования. Эвристическое программирование позволяет составлять алгоритмы и программы, способные воспроизводить на ЭВМ определенные процессы интуи-тивно-эвристической деятельности одного человека или какого-либо коллектива людей, которая имеет место при решении поставленных перед ними научно-технических задач. Цель эвристическо- [c.159]

Несмотря на различие задач, решаемых иа отдельных этапах конструирования машины, начиная с синтеза общей структуры машин при разработке технического нредложеиия (см. гл. 1, 1) и кончая изготовлением рабочих чертежей отдельных деталей, имеются общие методы их решения. К таким методам относятся конструктивная преемственность, трансформация и инверсия, эвристика. Эти методы тесно связаны между собой обычно их используют одновременно системно на всех стадиях проектирования применительно ко всем функциональным системам маишпы. [c.30]

Эвристика (от греческого слова еирктхйз — находить) метод генерации идей, в частности основанный на использовании определенной системы наводящих вопросов. При конструировании эти вопросы могут быть отнесены, например, к обсуждению свойств прототипа создаваемой машины, ее отдельных функциональных систем или элементов и относятся ко всем показателям качества — от показателей шзначення, надежности и т. д. до показателей безопасности. Цель такого подхода — побуждение творческой активности конструктора, его эффективное и целенаправлентюе включение в поиск новых решений. Предполагают, что при использовании этого метода проектант хорошо знаком с техническим заданием на оборудование, принципом его действия, конструкцией, расчетной схемой, технической литературой, эксплуатационными данными, и пр. [c.33]

Компьютерные программы, работа которых основана на заложенных в них знаниях, получили название программ-экспертов, или экспертных систем (ЭС). Чтобы ЭС могла воспользоваться знаниями экспертов-людей, они должны быть представлены в виде ряда продуктивных правил, называемых эвристиками. Эвристики — это знания, закодированные в виде предлоншний типа ЕСЛИ (условие), ТО (простое действие) . Такие правила ограничивают число вариантов возможного поиска, направляя его по наиболее вероятным путям решения. [c.6]

Однако ЭС — это не вид компьютеризированного справочника. В действительности она адаптируется к ситуациям, предвидеть все из которых при ее создании программист не мог, как не мог он знать, каким образом программа воспользуется своими знаниями. Следующий шаг в развитии систем, базирующихся на знании,— переход от использования эвристик для решения задач к генерированию новых эвристик, т. е. к программам, способным обучаться в процессе работы. Для этого применяются метаэвристики — правила более высокого уровня. Кроме эвристических правил, в ЭС закладываются и общие принципы, которые люди используют в повседневной жизни, редко о них задумывались, например принципы ориентации на достижение конкретной цели, разбиения сложной задачи на более простые задачи и т. п. Важную роль при этом могут играть методы формальной логики. [c.6]

I, Ь Ь — число выбранных в подмножество методов распознавания) формирует индивидуальное решение (г = 1, Ь). Тогда коллективное решение формируется как функция индивидуальных решений Л = Ф ( г, , г = 1, Ь). Следует учитывать, что в Н = Ф ( ) каждое индивидуальное решение может входить с определенным весом. Вес определяется как методом, так и видом распознаваемой ситуации. Сформированное подмножество методов будет содержать как эффективные, так и неэффективные методы. Поэтому необходимо в системе распознавания предусмотреть процедуру оптимизации коллектива — алгоритмы селекции. Для решения этой задачи предлагается применение неформальных приемов — эвристик, в качестве которых могут выступать метод, прием, правило или стратегия [44]. Проведенные сравнительные оценки метода коллективного голосования с известными методами (минимума расстояния до средних, потенциальных функций, Байеса и т. п.) показали его преимущества [45]. Следовательно, одним из путей иовышення эф( ективности применения методов теории распознавания, является реализация системного принципа синтеза решающих правил (принятие решений) на основе метода коллективного распознавания. [c.81]

Эвристический метод позволяет инженерам-проектировщикам интуитивно выбирать некоторые удачнЪ1е или наиболее рациональные варианты решения какой-либо технической задачи без полного перебора всех возможных альтернативных вариантов решения поставленной задачи. Заметим, что интуиция, которая является базой эвристического метода, представляет собой способность человека решать некоторую проблему путем прямого ее усмотрения без обоснования принятого решения с помощью доказательства. Эвристический метод основан на использовании некоторых интуитивных факторов или правил, обобщающих научно-технические знания и практический опыт высококвалифицированных проектировщиков-технологов. Указанные интуитивные факторы или правила, которые имеют характер вероятных или правдоподобных, но не безошибочных предположений, называются эвристиками. [c.157]

Эвристики используются проектировщиками-технологамй для сокращения процесса поиска рационального инженерно-технического решения некоторой задачи, не гарантируя при этом его нахождение. Рассмотрим некоторые эвристики, применяемые проек-тировщиками-технологами при разработке технологических схем ряда функциональных подсистем химических производств. Например, для выбора оптимальной технологической схемы подсистемы ректификации многокомпонентных смесей из некоторого множества альтернативных вариантов схем возможно использование следующих эвристик [c.157]

При разработке технологичееких схем ректификационных и экстракционных подсистем одной из используемых эвристик может быть следующее правило из имеющегося числа вариантов технологических схем разделения смеси выбрать такой вариант, который характеризуется минимальной величиной приведенных затрат на реализацию соответствующего технологического процесса в элементе подсистемы. [c.158]

Эвристика стремится постичь сущность интеллектуального процесса решения научных проблем, и, в частности, тех операций человеческого мозга, которые чаще всего оказываются полезными в этом процессе творческого мышления. Эвристика строится на основе обобщения результатов наблюдений за тем, как человек решает научные проблемы и задачи, какие общие закономерности наблюдаются при этом в решении любой проблемы незазвисимо от ее конкретного содержания. Эвристика как наука возникла на стыке математики, кибернетики, психологии и философии. [c.158]

В результате обучения в эвристичеоких программах должны формироваться новые эвристики, что приближает такие программы к эволюционизирующим системам (или системам иокуоственного интеллекта). [c.161]

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]

Поскольку декомпозиция ИЗС на каждом шаге должна производиться так, чтобы хотя бы одна из образующихся подзадач синтеза тепловой системы была разрешима при помощи одного теплообменника, то множество переменных декомпозиции состоит в рассматриваемом случае из двух величин — температур потоков, которые соединяют выделенный.теплообменник с остальной несинтезированной подсистемой. Ранее выбор переменных декомпозиции производился из условия оптимизации оценки КЭ. Теперь же для упрощения принимается следующая эвристика температуры связывающих потоков, соответствующие переменным декомпозиции, выбираются из условия максимизации количеств тепла, которым обмениваются между собой потоки, с учетом ограничений— требуемых конечных температур потоков и минимально допустимого сближения температур потоков в теплообменнике. [c.165]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология