Оптимизация ХТС глобальный критерий

Значительные резервы повышения производительности катализатора заключены в оптимальном выборе пористой структуры, размера н формы зерен катализатора. Как подбор катализатора, так и оптимизация его пористой структуры и размера зерен представляют важнейшие начальные этапы при решении глобальной проблемы разработки промышленного каталитического процесса. Оптимальность промышленного реактора обычно определяется экономическим критерием, в который наряду с многими факторами, влияющими на рентабельность процесса (например, производительность реактора по целевому продукту, селективность процесса, себестоимость одного или нескольких целевых продуктов, эксплуатационные затраты и т. п.), входят также параметры, характеризующие пористую структуру катализатора, размер и форму зерна. На эти переменные могут быть наложены ограничения, определяемые условиями эксплуатации и технологией приготовления катализаторов. Оптимальный выбор способа приготовления катализатора, при реализации которого формируется заданная микроструктура катализатора, составляет одну из основных стадий всей процедуры принятия решений при разработке промышленного контактно-каталитического процесса. [c.119]

Поскольку на первом уровне все промежуточные входные переменные А , а следовательно, и промежуточные выходные переменные z оказываются фиксированными, то варьирование переменных относящихся к k-щ блоку, будет влиять только на часть критерия соответствующую k-щ блоку таким образом, на первом уровне взаимовлияния блоков ликвидируются, и задача оптимизации глобального критерия разбивается на N локальных задач оптимизации отдельных блоков с локальными критериями и локальными ограничениями, т. е. имеют место соотношения [c.170]

Этап 2 чрезвычайно важен, так как выбором глобального критерия оптимизации определяется основная цель функционирования ХТС. При определении критерия оптимизации нужно учитывать связи данной системы с другими ХТС, выступающими по отношению к данной системе в роли поставщиков или потребителей, а также во многих случаях с ХТС, выпускающими аналогичную продукцию. Существенными вопросами, возникающими на этом этапе, являются вопросы возможности введения локальных критериев оптимизации [c.299]

Этап 5 для сложной ХТС весьма важен, так как при оптимизации полный расчет или анализ функционирования ХТС (определение значения глобального критерия и значений функций, отвечающих ограничениям) приходится производить многократно. Отсюда ясно, какое значение приобретают проблемы, связанные с разработкой оптимальной стратегии исследования ХТС, подробно рассмотренные в главе V. [c.300]

Таким образом, обобщенный показатель эффективности ХТС — глобальный критерий оптимизации — является функцией достаточно общих экономических характеристик производства и может трансформироваться сообразно конкретным условиям задачи. [c.184]

При построении алгоритма оптимального управления процессом хлорирования парафина необходимо выбрать локальный критерий оптимизации, согласуя его с возможностями модели, режимами эксплуатации промышленной установки, и выявить участие данной подсистемы в глобальном критерии оптимизации процесса производства сульфонола. [c.393]

Оптимальное управление комплексом процессов по глобальному критерию может быть реализовано с помощью пакета программ, содержащего модели всех стадий и процедуры поиска экстремальных значений функций п переменных известными методами оптимизации. При расчете оптимальных значений управляющих воздействий и в процессе производства сульфонола можно, например, использовать метод динамического программирования. [c.393]

Метод закрепления. Коротко он был рассмотрен в гл. V применительно к задаче оптимизации схем фиксированной структуры с непрерывными переменными, однако, он имеет силу и для решения задач синтеза. Действительно, рассмотрим схему, приведенную на рис. 22. Под отдельным блоком этой схемы будем понимать какую-либо подсхему. Закрепим все входные и выходные переменные блоков этой схемы. Поскольку при этом ликвидируется взаимное влияние блоков, улучшение структуры подсхемы относительно локального критерия не будет противоречить глобальному критерию. [c.191]

Оптимизация процессов на каждом уровне иерархии подчиняется частным критериям оптимальности, формирующим в аддитивной или мультипликативной форме глобальный критерий, в качестве которого используется технико-экономический показатель производства. Исследование и оптимизация БТС на основе критерия оптимальности включает среди прочих две основные группы задач выбор оптимальных условий функционирования технологических элементов и подсистем, их входных, выходных и управляющих параметров для БТС заданной структуры выбор оптимальной технологической структуры и определение эффективной последовательности связей между технологическими элементами и подсистемами, характеризуемыми определенными условиями функционирования. [c.5]

Решение задачи двухуровневой оптимизации завершается при выполнении условия максимума глобального критерия. В резуль- [c.174]

Сущность метода многоуровневой оптимизации, основанного на использовании свойств функции Лагранжа распадаться на ряд (рис. 4.31). Рассматриваемая система (подсистема) состоит из двух подсистем (элементов), связанных между собой прямым и рециркуляционным технологическими потоками. Задача оптимизации заключается в поиске максимума глобального критерия Ф, представленного в аддитивной форме из двух критериев Ф1 и Фг [c.245]

В качестве критериев оптимизации БТС в целом в большинстве случаев используются технико-экономические показатели себестоимость, прибыль, приведенные затраты и др. При этом глобальный критерий оптимальности прн решении задач многоуровневой оптимизации может быть представлен либо в аддитивной, либо в мультипликативной форме. В последнем случае задача состоит в максимизации глобального мультипликативного критерия вида [c.246]

Основное преимущество рассмотренного метода по сравнению с методом динамического программирования состоит в том, что при вычислительном процессе не требуется запоминания в ЦВМ про- межуточных результатов счета на каждом шаге итерационного процесса. Однако динамическое программирование неизбежно обеспечивает онределение глобального экстремума, в то время как описанный метод позволяет находить лишь стационарное значение функции цели. Еслп же эта функция имеет не один экстремум, решение с помощью данного метода значительно усложняется, поскольку приходится исследовать всю область, где определен критерий оптимизации, для нахождения глобального экстремального значения. К тому же вид уравнений (VI,32) определяет безусловный экстремум функции цели, что не характерно для реальных ХТС, в которых всегда существуют ограничения технологического характера. [c.311]

Отметим, что ДГ-оптимизация характеризуется разбиением множества Мг на логически связанные множества а М (что соответствует разбиению комбината на блоки и регионы), составлением множества 8г а 3 (связи между регионами), установлением глобального критерия 2дг, соответствующего данному разбиению, и выбором метода оптимизации. Короче говоря, при ДГ-оптимизации ищется оптимум критерия Z работы регионов М при связи выбранным методом. При этом каждый регион из множества М рассматривается как своего рода черный ящик , т. е. задаются зависимости выходных переменных от управляемых и входных переменных региона без учета всех его внутренних процессов и особенностей. Поэтому если Х . — есть вектор выходных переменных v-гo региона, Yrv — вектор его входных переменных, А Ату — матрица преобразования, то зависимости между этими переменными в линейном варианте могут быть представлены в следующем виде [c.160]

Системный подход к проектированию предопределяет также описание принципов построения и функционирования системы проектирования, выявление отдельных задач, их комплексов, взаимозависимостей составных частей системы, частных критериев оптимизации отдельных задач, их комплексов, частей, этапов и стадий проектирования и глобального критерия всей системы (о чем будет сказано ниже). [c.37]

Сейчас основным глобальным критерием при проектировании ХТС принят показатель — приведенные затраты. Основные ограничения на параметры диктуются техническими возможностями материалов, прочностью, теплостойкостью, коррозионностью, требованиями надежности и др. В монографии [22] подчеркивается различие между жесткими ограничениями и ограничениями, связанными с оптимальными режимами вторые ограничения при постановке глобальной задачи оптимизации могут быть опущены. [c.61]

Задача системы управления всем объектом заключается в создании таких условий работы нижестоящих систем, при которых их стремление максимизировать свои локальные критерии приводило бы и к максимизации основного критерия качества работы всего объекта (глобального критерия). В подобных иерархических системах задачи планирования и оптимизации решаются в системах управления всех уровней, что способствует резкому уменьшению объемов отчетной информации и повышению надежности функционирования всей системы в целом. [c.18]

В соответствии с иерархической структурой производства (см. рис. Vn.5), оптимизацию также следует осуществлять на различных уровнях. Максимум целевой функции Е является глобальным критерием для всего цеха, на основании которого определяют основные параметры оптимального технологического режима, передаваемые в качестве директив на более низкие уровни управления. Следующим этапом является локальная оптимизация отдельных стадий производства с применением на каждом подуровне частных критериев, позволяющих детализировать поставленные задачи [28]. [c.122]

Глобальный критерий оптимизации ХТС в виде формулы (IX,22) является функцией переменных и параметров ХТС, которые характеризуют ее взаимодействие с внешней средой, а именно входных (Хо) и выходных (У) переменных, а также параметров (К) [c.381]

Метод сканирования — один из методов многомерной оптимизации, Суть метода заключается в последовательном просмотре значений критерия оптимальности в ряде точек, принадлежащих области изменения независимых переменных и нахождения среди этих точек такой, в которой критерий оптимальности имеет минимальное (максимальное) значение. Точность метода, естественно, определяется тем, насколько густо располагаются выбранные точки в допустимой области изменения независимых переменных. Основное достоинство метода состоит в том, что есть гарантия отыскания глобального оптимума, т. к. анализируется вся область изменения независимых переменных поиск не зависит от вида оптимизируемой функции. Недостаток метода в необходимости вычисления критерия оптимизации для большого числа точек. [c.398]

Таким образом, на уровне ГДП решается задача перспективной глобальной оптимизации (299), определяющая управляющие воздействия для получения природного газа из /с °> скважин,. i( )(zf) осушенного природного газа и стабильного конденсата, а также задача оперативной глобальной оптимизации, реализующая критерий (300) и технологические ограничения. [c.153]

Дан анализ биохимического производства, рассматриваемого с позиций системного подхода как сложная иерархическая система (БТС) с целым рядом взаимосвязанных подсистем и элементов, обеспечивающих преобразование материальных и энергетических потоков в процессе переработки исходного сырья в целевые продукты микробиологического синтеза. Рассмотрены вопросы выбора глобального и локальных критериев эффективности, а также применения принципов многоуровневой оптимизации при анализе БТС и ее подсистем. Приведены примеры построения математических моделей типовых технологических элементов, составляющих БТС, даны алгоритмы их расчета на ЭВМ и методы анализа надежности функционирования в системе. Детально исследованы условия функционирования основных подсистем БТС ферментации , разделения биосуспензий , биоочистки , рассмотрены принципы их структурного анализа и оптимизации. Рассмотрена иерархическая структура управления биохимическими системами и показана эффективность использования управления на основе ЭВМ в задачах оптимизации процессов биохимических производств. [c.2]

Одно из направлений научного управления в добыче газа — применение методов оптимизации для поиска оптимальных режимов эксплуатации установок газопромысловой технологии. Данное направление, безусловно, относится к перспективным, поскольку экономически оправдано, так как в процессе эксплуатации объектов ГДП система управления стремится к достижению поставленной перед ней цели. Одновременно повышается оперативность принятия решений по управлению установками обработки природного газа и ГДП в целом. Такой принцип многоуровневого управления базируется на системном подходе, позволяющем увязать локальные критерии управления процессами газопромысловой технологии таким образом, чтобы реализовывался глобальный критерий оптимальности ГДП. Сформулированные задачи оптимизации относятся к классу задач оптимального управления качеством промысловой обработки природного газа, которое должно удовлетворять требованиям ОСТ 51.40—83. В связи с этим один из важнейших путей повышения качества промысловой обработки газа — создание на ГДП автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), позволяющих на базе широкого применения средств вычислительной техники, систем телемеханики и средств автоматизации решать задачи оптимизации процессов газопромысловой технологии. Поскольку обустройство ГДП в настоящее время осуществляется индустриальными методами на основе типовых блочно-модульных автоматизированных технологических установок, то расчеты, проводимые в промысловых условиях, тоже носят типовой характер. Приведенные в книге алгоритмы оптимизации являются типовыми как по постановкам задач, так и по алгоритмам их решения, что в значительной мере сокращает сроки внедрения их на тех ГДП, где эксплуатируются ЭВМ. [c.193]

Для декомпозиционной и структурной оптимизации, в основе которых лежит согласование целей функционирования ХТС, особое значение имеет композиция локальных критериев эффективности при построении глобальной функции цели. Поэтому особое внимание при использовании методов блоков В и С приобретают аддитивные (УП-16) и реже мультипликативные (УП-17) критерии оптимизации ХТС [c.184]

На рис. 1.8 приведена блок-схема алгоритма оптимального расчета колонны с учетом приведенных затрат. Оптимизация осуществлялась методом сканирования с переменным шагом. Метод заключается в последовательном просмотре значений критерия оптимальности в ряде точек, принадлежащих области независимых переменных, и нахождении среди этих точек такой, в которой критерий оптимальности принимает минимальное значение. Этот метод позволяет определить глобальный экстремум функции. При этом задаются диапазоном изменения - скорости пара на полное сечение колонны W и флегмового числа Л - с соответствующим шагом. В процедуре расчета критерия оптимальности на каждом шаге определяется число тарелок и тарелка ввода питания в виде отдельной процедуры проектного расчета колонны. [c.70]

Для проектируемой или эксплуатируемой системы названные выше критерии должны быть выражены в заданной степени. Это общее требование обуславливает либо проблема решения многокритериальной задачи векторной оптимизации, либо проблема формулировки глобального (обобщенного или компромиссного) критерия. [c.36]

В первом случае критерий оптимизации схемы Р, а следовательно, и критерий отдельных блоков многоэкстремальны. Известно, что, вообще говоря, поиск глобального максимума функции существенно усложняется с увеличением размерности. Отсюда можно надеяться, что использование метода закрепления, который сводит поиск глобального максимума критерия для всей схемы к поиску глобальных максимумов для отдельных функций может дать значительный эффект. Второй случай возникает, когда критерий Р характеризуется ситуацией, близкой к овражной , т. е. в нем имеются группы переменных, связанных с отдельными блоками схемы, которые существенно по-разному влияют на указанный критерий Р. Просто пренебречь изменением слабо влияющих в данной точке переменных нельзя, поскольку при большом изменении они могут дать большой эффект. [c.191]

Если за критерий оптимальности на первом и втором этапах оптимизации принять экономическую выгоду от осуществления рассматриваемого химического комплекса (на основе ориентировочных стоимостей переработки потоков и производимой продукции), то на этапе локальной оптимизации критерием оптимальности будет наибольшая эффективность работы каждого отдельного агрегата. Необходимо отметить, что на последнем этапе получаются истинные стоимости переработки сырья и производимой продукции. Они, вообще говоря, могут не совпасть с принятыми ранее, что заставит вернуться к глобальной оптимизации и провести несколько итераций для ликвидации расхождений. [c.21]

Глобальный критерий оптимизации в том виде, который дает уравнение (VII-14) является функцией параметров ХТС, которые xapaKTepH3yjOT взаимодейстме ее с внешней средой, а именно входных (Хо)> выходных (У) и конструкционных параметров (Dk) [c.184]

Декомпозиционными методами оптимизации сложных химикотехнологических схем (СХТС) обычно называют методы, которые сводят задачу оптимизации схемы к последовательности задач оптимизации ее отдельных блоков но соответствующим критериям (12, с. 172 127—129]. Идея такого подхода естественным образом возникает из аддитивности глобального критерия и сепарабельной структуры системы. [c.227]

При этом в общем случае max в выражениях (1.34) и (1.35) не одинаков, а разница указанных величин связана с наличием взаимодействия между подсистемами. Таким образом, с точки зрения глобального критерия эффективности системы важно оптимизировать внещнее взаимодействие, а не только добиваться экстремальных значений локальных критериев оптимальности. Наряду с оптимизацией БТС на основе материальных и энергетических балансов в системе с использованием технико-экономических показателей важное значение приобретает оптимизация на основе термоэкономического принципа, использующего понятие эксергии. В этом случае учитывается эффективность использования энергий в системе. Эксергия системы является мерой ресурсов превра-тимой энергии и измеряется количеством механической или другой, полностью превратимой, энергии, которое может быть получено от системы в результате ее обратимого перехода из данного состояния в состояние равновесия с окружающей средой. Разность общей величины эксергии, вводимой в систему в с и выводимой ИЗ HGG вых определяет суммарную величину потерь от необратимости в системе [c.31]

Таким образом, обобщенный показатель эффективности всей химико-технологической системы является глобальным критерием оптимизации, включающим достаточно общие экономические характеристики производства. Но этот приведенный доход должен бьггь достигнут без ущерба не только для человека, но и природы. [c.267]

В случае применения декомпозиционных методов оптимиза-ции ХТС, в основе которых лежит согласование целей функционирования как отдельных элементов ХТС, так и системы н целом, особое значение имеет создание функциональных взаимо- связей между локальными критериями эффективности элементов при построении глобальной функции цели для всей ХТС. Поэтому особое внимание приобретает рассмотрение аддитивных (1Х,24) и реже мультипликативных (1Х,25) глобальных критериев эффективности, или оптимизации ХТС [c.381]

Система экономического стимулирования повышения качества продукции и труда, являясь составной частью системы управления качеством продукции, направлена на оптимизацию тех же критериев (целей), что и последняя. Стимулируемые показатели качества должны быть увязаны с показателями, применяемыми при планировании, аттестации уровня качества, статистической отчетности о качестве продукции и оценке деятельности объединений (предприятий). Глобальным критерием системы экономического стимулирования повышения качества продукции и труда явл/тется эффективность общественного производства. В роли локальных критериев этой системы выступают показатели качества продукции и труда. [c.211]

Управление производительностью объектов газопромысловой технологии, являющейся важным эксплуатационным показателем, предполагает оптимальное распределение производительности ГДП по УКПГ или ГС. Это соответствует задаче оптимизации на верх-шем уровне управления. Кроме того, данный показатель входит в состав глобального критерия оптимизации (298) — (300) и используется для решения задач перспективной и оперативной оптимизации. [c.154]

Синтез реакторных систем. В практике исследований синтез реакторных систем в основном ограничивается вопросами распределения нагрузок на параллельно работаюш ие системы, распределения времени пребывания в каскадах реакторов и как самостоятельная проблема не получил достаточного развития. Большое число оптимизационных задач химических реакторов решается для исследования распределения температур, времени пребывания, старения катализатора, его регенерации и так далее, т. е. частным вопросам повышения эффективности единичных реакторов. Большое внимание уделяется также исследованию гидродинамической структуры потоков одно- и многофазных ре акторов. Вместе с тем стадия химического превращения является лишь частью химического производства и связана по крайней мере материальными потоками с другими стадиями. Подход, используемый при оптимизации технологдческой схемы на основе аддитивности критерия, не может обеспечить глобального оптимума. Большой интерес с точки зрения интегрального подхода к синтезу технологической схемы представляют реакторы с рециклами, с тепловым объединением. Очевидно, решение этих задач следует проводить совместно с синтезом схем химического превращения, так же как и с последующей стадией — выделением продуктов реакции. [c.452]

Определение координат точки экстремума регрессионного описания среднеинтегрального критерия проводится следующим образом. Вначале определяются координаты безусловного экстремума по классической схеме. Затем, если найденный экстремум лежит в границах плана, проводится определение характера регрессионной поверхности на основе анализа матрицы Гессе. В качестве нового центра плана выбирается точка экстремума этой поверхности. если таковая имеется. В остальных случаях поиск экстремума в пределах плана осуществляется с помощью оптимизации алгоритмом поиска глобального экстремума и центр нового плана переносится в найденную с его помощью точку. [c.606]

В алгоритме оптимального управления производством сульфонола используется прием декомпозиции на подсистемьг с учетом иерархии ХТС. Для каждого уровня системы определен критерий оптимальности, не противоречащий критерию верхнего уровня (глобальному), и круг задач оптимизации. [c.386]

Ни один из численных методов минимизации не дает критерия для определения числа стационарных точек на данной гиперповерхности потенциальной энергии нет даже надежного способа достижения глобального (абсолютного) минимума. Только систематическое варьирование исходных структур может обеспечить сравнительную достоверность локализации всех стационарных точек. О масштабах таких исследований можно судить по следующим примерам. При оптимизации конформаций N-aцeтил-N-мeтил-амидов аминокислот в некоторых случаях для нахождения минимумов использовалось до 20 ООО исходных структур [208]. Для локализации девяти минимумов симметрии молекулы циклогексаглицнла минимизацию энергии начинали с 2160 конформаций [209]. Иногда использование симметрии может упростить поиск переходных состояний [210 — 212]. [c.64]