Проектирование оптимизационное

Цель автоматизированного проектирования. Непременные условия научно-технического прогресса в промышленности — повышение эффективности и качества вновь разрабатываемого оборудования, резкое сокращение сроков создания новых машин и, в частности, этапа их проектирования. Важнейшим средством достижения этой цели является использование систем автоматизированного проектирования (САПР). Применение САПР рационально при проектировании сложных технических объектов, которыми, в частности, являются технологические линии химических производств и отдельные агрегаты, входящие в эти линии. Сущность этого метода проектирования заключается в систематическом применении ЭВМ в процессе проектирования при научно обоснованных распределении функций между проектировщиком и ЭВМ и выборе методов машинного решеиия задач. Таким образом, речь идет о сочетании труда человека при решении творческих задач с работой машины, за которой закрепляют решение тех вопросов, которые поддаются формализации. Использование вычислительной техники резко сокращает затраты времени на сбор исходной информации и позволяет проводить параметрический, а в некоторых случаях и структурный синтез с высокой надежностью и точностью, поскольку можно отказаться от упрощений, вводимых при традиционных методах расчета. В САПР каждую задачу проектирования решают как оптимизационную, т. е. 35 [c.36]

Анализ работ по автоматизации проектирования в химической промышленности показал, что можно выделить три основных этапа автоматизации, качественно отличающихся друг от друга [1] а) автоматизация отдельных рутинных работ и небольших инженерных расчетов нри отсутствии автоматизации процесса принятия решений б) автоматизация сложных задач и комплексов задач, массовое решение оптимизационных задач, хранение огромных массивов информации в памяти ЭВМ и соответственно информационное обеспечение традиционного проектирования, создание библиотек программ различной направленности в) создание САПР, которые на основе соответствующего математического обеспечения позволяют автоматически принимать решения но многим вопросам стратегии проектирования и выбора адекватных методов решения из имеющихся библиотек. [c.26]

Противоречивость требований, предъявляемых к конструкциям машин, выдвигает задачу поиска оптимального решения, при котором соотношение отдельных требований обеспечивает наибольшую эффективность оборудования. Следовательно, проектирование машин является задачей оптимизационного типа и соответствуюш,ий процесс ее решения называется оптимизационным проектированием машины. [c.29]

Оптимизационное проектирование. Проектирование технологических машин выполняют комплексно, с учетом множества противоречивых критериев качества минимальной массы (материалоемкости) и достаточной надежности, быстроходности и минимальной динамической нагруженности и т. п. При создании машины следует выбрать оптимальные параметры, наилучшим образом удовлетворяющие предъявляемым к машине многочисленным требованиям. Выбор неоптимального варианта конструкции заведомо дает отрицательные результаты, однако из-за весьма большого числа возможных решений при большом числе варьируемых факторов простой перебор вариантов, как способ поиска оптимальной конструкции, как правило, реально невыполним даже с использованием ЭВМ, В связи с этим приходится использовать специальные методы оптимизации, т. е. процессы поиска наилучшего решения. [c.37]

Опыт проектирования и работы колонн К-1 в этом отношении является характерным для многих колонн в части недооценки важности выполнения полного комплекса технологических, гидравлических и оптимизационных расчетов процессов и аппаратов. В связи с этим рассмотрим более подробно основные недостатки в работе колонн К-1 и меры по их устранению. [c.162]

Краткая характеристика основных методов решения оптимизационных задач с непрерывными и дискретными параметрами оптимизации приведена в главе II. Более подробные сведения по методам оптимизации, используемым в проектировании ХТС, содержатся в монографии [22]. [c.61]

Оптимизационное проектирование — поиск такого решения, при котором целевая функция имеет экстремум и заданные ограничения, [c.37]

Таким образом, точечная аппроксимация области распределения случайных параметров математической модели объекта в сочетании с последующими оптимизационными расчетами в каждой точке позволяет определить оптимальные надежные или допустимые проектные решения. Эти надежные решения обеспечивают соблюдение требований задания на проектирование и ограничений технологического регламента независимо от того, какие именно числовые значения примут неопределенные параметры математической модели в период эксплуатации объекта. Априори должны быть известны лишь области возможных значений неопределенных параметров. [c.235]

Из-за сложности постановки обобщенной задачи оптимизации при проектировании технологических трубопроводов, обусловленной разнообразием перекачиваемых продуктов, применяемыми способами прокладки, наличием технических, технологических и других ограничений, разрабатываются, как правило, локальные оптимизационные модели, предназначенные для решения отдельных типов задач. [c.573]

Заключительная глава посвящена решению практических задач на основе разработанных алгоритмов. Здесь приводятся проектные и оптимизационные расчеты конденсаторов, а также построение номограмм проектирования технологического комплекса ректификационная колонна — дефлегматор и их использование при разработке совмещенных технологических схем с многократным использованием оборудования. [c.6]

Цель настоящей книги —решение данной задачи на примере поверхностных теплообменников-конденсаторов химикотехнологических процессов, разработка системы проектирования, позволяющей на алгоритмическом уровне перенести предлагаемые принципы на типовые объекты химических технологий. Основная концепция предлагаемого метода состоит в том, что объект и система управления рассматриваются как единая динамическая система. Предлагается декомпозиция задачи проектирования в виде двухуровневой оптимизационной процедуры. [c.8]

Выбор поверхностных конденсаторов в качестве объекта исследования был предопределен рядом факторов. Во-первых, разработкой математических моделей данных аппаратов восполняется существенный пробел в решении комплекса расчетных и оптимизационных задач целого класса теплообменной аппаратуры. Во-вторых, математические модели процесса конденсации могут быть использованы при моделировании процессов переноса в гетерогенных системах газ — жидкость — твердое тело. И, наконец, последнее. Поверхностные конденсаторы в течение длительного времени были предметом рассмотрения в совместных научно-исследовательских работах, выполненных НПО ГИПХ и кафедрой Системы автоматизированного проектирования и управления Ленинградского технологического института им. Ленсовета. Результаты этих исследований в основном определили содержательную часть предлагаемой читателю книги. [c.9]

Параметрический синтез машины решает задачу определения основных конструкционных (геометрических и механических) параметров машины в целом, ее отдельных механизмов, устройств и рабочих органов. Например, при проектировании барабанных грану-ляторов к основным конструкционным геометрическим параметрам относятся внутренний диаметр гранулятора, его длина, диаметр подпорного кольца. В большинстве случаев параметрический синтез является задачей оптимизационного типа параметры машины должны быть определены таким образом, чтобы заданный илн выбранный показатель эффективности имел оптимальное значение. [c.10]

Оптимизационное проектирование выполняют с использованием системного подхода по этапам проектирования машины. [c.37]

Качественный показатель, по которому выполняют оптимизацию проектируемой системы, называют критерием эффективности, а его зависимость от оптимизируемых параметров — целевой функцией. Эффективность решения на каждом этапе оптимизационного проектирования оценивают разными критериями эффективности ими могут быть, например, производительность или приведенные затраты при проектировании машины масса, габариты — при проектировании детали и т. д. [c.37]

ЦВМ особенно часто используются для решения такого типа задач, которые требуют применения методов последовательных приближений. ЦВМ являются средством оптимального проектирования, оптимального управления большими системами и при моделировании больших систем, которые недоступны для анализа и моделирования на аналоговых вычислительных машинах Наконец, ЦВМ применяются при статистическом анализе данных действующих производств, для определения характеристик управления и последующих оптимизационных исследований. Классификационная схема цифровых вычислительных машин представлена на рис. 1-41. [c.102]

В связи с этим принципиальным моментом (и основным стимулом для дальнейшего изложения) является общность всего комплекса оптимизационных технико-экономических задач, составляющих проблему оптимального проектирования физико-технических систем, с которыми можно связать (на уровне их проектных схем) соответствующие гидравлические или электрические цепи. Действительно, основные и весьма типичные задачи проектной практики в данной области заключаются в выборе 1) мест размещения и параметров источников, что фактически предопределяет в рамках проектируемой системы возможные уровни централизации снабжения 2) конфигурации сети (трубопроводной, электрической или в виде совокупности каналов для транспортировки воды), которая связывает множество рассредоточенных потребителей с источниками 3) физико-технических (дискретных и непрерывных) параметров всех элементов системы 4) способов их развития и реконструкции (при наличии уже существующей части объекта проектирования) [c.163]

На основе принципа максимума Понтрягина для дискретных процессов получены необходимые условия оптимального проектирования многослойных КА в схеме с рециркуляцией отработанного газа. В качестве критерия оптимальности принят минимум объема контактной массы в аппарате. Предложен алгоритм решения оптимизационной задачи, обладающий большей простотой по сравнению с прямыми алгоритмами нелинейного программирования. [c.23]

Затруднения, связанные с наличием большого числа переменных и сложностью математического описания процесса ректификации, чрезвычайно усложняют применение методов математического программирования (динамического, линейного или нелинейного) при решении задач моделирования и оптимизации ректификационных процессов на стадии их проектирования. Даже при существенном упрощении математического описания ХТС применение современных методов математического программирования сопровождается значительными вычислительньпйи трудностями. Только с использованием быстродействующих ЭВМ третьего поколения стало возможным решение оптимизационных задач в качественно новой постановке - оптимизация ХТС, состоящих из большого числа различных аппаратов (реакторов, ректификационных колонн, теплообменников и т. п.). [c.107]

Для получения надежных данных об экономике метода разделительного сопла ряду промышленных объединений была поручена разработка проекта и производственного процесса для наиболее важных узлов завода с учетом требований массового производства. Это, в частности, относилось к разделительным элементам, компрессорам, холодильным агрегатам, трубопроводам, резервуарам и вентилям. На основе определенных таким образом затрат был выполнен подробный оптимизационный анализ проектирования и функционирования завода промышленного масштаба [5.19]. Эти исследования так же, как и разработки технологических аспектов проблемы, обеспечили надежную основу для анализа экономики метода. Оценки затрат, соответствующих современному состоянию разработок, приводят к таким капиталовложениям, которые квалифицируют метод разделительного сопла как экономически привлекательный. При этом энергопотребление метода разделительного сопла, используемого в масштабах большого промышленного производства, приблизительно соответствует энергетическим затратам существующих в США газодиффузионных заводов. [c.251]

Для реальных ВХС процесс планирования (проектирования) не может быть четко единообразно регламентирован и сведен к решению какой-либо одной задачи или последовательной цепочке взаимосвязанных математических задач. Противоречивость требований и наличие неопределенностей, с которыми сталкивается разработчик проекта, программы или заказчик (лицо, принимающее решение — ЛПР), приводит к тому, что неформальный анализ и поиск компромисса занимают значительное место в процессе принятия решения. В результате именно неформального анализа можно эффективно использовать оптимизационные модели, которые, будучи вспомогательным элементом исследований, позволяют получить предельные оценки искомых параметров. [c.7]

Оптимизационные расчеты особенно полезны на ранних стадиях водохозяйственного проектирования в масштабе оросительной системы или региона, когда необходимо оценить масштабы затрат на строительство и эксплуатацию сооружений. При этом количество возможных вариантов велико, а расчеты ведутся по весьма укрупненным нормативам и показателям. Вариантность решений здесь, пожалуй, еще более существенна, чем в детальных разработках. Основная задача состоит в установлении правильного, оптимального соотношения между основными ресурсами капитальными вложениями К), земельными (5 ) и водными [Q) ресурсами. Величины 8 и Q обычно заранее известны, также как и то, какая из них является лимитирующей в данном районе. [c.251]

Задачи оптимизации встречаются по существу при решении любого вопроса в области проектирования, технологии, экономического планирования, организации производства, обработки эксперимента и т. д. Оптимизационные задачи, возникающие в химической технологии, можно разбить на две группы оптимальное управление и оптимальное проектирование. Могут [c.124]

Следующий этап проектировочного расчета двухпозиционного привода с релейным управлением заключается в определении проходных сечений трубопроводов и аппаратов и гидравлических потерь давления при течении рабочей среды. При этом необходимо отметить сз щественное противоречие, возникающее при выборе трубопроводов и аппаратов. С уменьшением проходного сечения габаритные размеры и масСа трубопроводов уменьшаются, а гидравлические потери давления при прочих равных условиях увеличиваются, поэтому цель гидравлического расчета привода— обеспечить минимальные массы и габаритные размеры трубопроводов и аппаратоь при допустимых гидравлических потерях энергии. Возникающая на данном этапе проектирования оптимизационная задача решается методом последовательных приближений. [c.94]

В методическом плане при решении оптимизационных задач всех уроаней впервые объединяются в единое целое проектирование, изготовление и эксплуатация оборудования в масштабе страны. При этом предусматривается возможность проведения прогнозной оптимизации при объединении всех уровней иерархии объектов и учете прогнозных цен аппаратов как функции специализации, концентрации производств, технологии изготовления оборудования, его унификации, а также реальных ресурсов. [c.320]

Ключевой стадией получения серной кислоты является окисление ЗОз в многослойном контактном аппарате (КА) с адиабатическими слоями катализатора. Поэтому эффекгивность функционирования замкнутого производства главным образом будет зависеть от результатов решения оптимизационных задач применительно к этой стадии процесса. Причем, очевидно, что использование КА, разработанных для традиционных схем сернокислотного процесса, в рамках замкнутьгх систем не принесет большого экономического эффекта и, следовательно, оптимизацию контактного отделения необходимо проводить как на этапе управления (определение оптимальных режимов работы и способа их поддержания), так и на этапе проектирования системы. [c.133]

Как известно, ключевую роль в составе любой ХТС играет обычно стадия химического превращения. От эффективности работы химического реактора зависит эффективность работы других типовых процессов и всей системы в целом. Именно поэтому первые работы в области оптимального проектирования типовых процессов были посвящены химическим реакторам. В ряду этих работ первенство следует отдать монографии Ариса, написанной в 1961 г. и переведенной на русский язык в 1963 г. [9]. В этой книге автор излагает идеи метода динамического программированЦя и приводит примеры его конкретного приложения. Исходя из целей настоящей монографии, наибольший интерес представляет глава, в которой рассматриваются экономические вопросы оптимального проектирования. В ней приводится краткое описание различных функций выгоды и их приложения к разнообразным оптимизационным задачам. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология