Введение к работе
Актуальность. В настоящее время гибкие автоматизированные про-шодственные системы (ГАЛС) нашли широкое применение в химической і смежных с ней отраслях промышленности. Производства, организован-ше по принципу ГАПС, достаточно универсальны, т.к. позволяют вы-іускать широкий ассортимент технологически подобной продукции, из-«еняя в случае необходимости не только количество выпускаемой проекции, но и его номенклатуру. Существующие в настоящее время тео-ютические и практические разработки носят частный характер и не учитывают всей специфики гибких многоассортиментных химических про-ізводств (сложность аппаратурного оформления, наличие согласующих гмкостей конечного объема, многовариантность маршрутов получения Фодуктов. производственную ситуацию, различные дисциплины выпуска іродуктов и др.).
Необходимость разрабатывать универсальные технологические про-ізводства. позволяющие не только организовать выпуск нескольких іродуктов, но и гарантировать их оптимальное функционирование в ус-ювиях изменяющейся производственной ситуации, выдвигает следующие іели и задачи.
Пель работы. Целью настоящей диссертационной работы является >азработка обобщенной математической постановки задачи синтеза гибких химико-технологических систем (ХТО с учетом последующего их функционирования, методов и алгоритмов ее решения в соответствии с 'ребованиями, сформулированными на стадии.проектирования. В работе поставлены и решены следующие задачи: разработка обобщенного подхода к синтезу оптимальных гибких многоассортиментных производств с одновременным выбором оптимального плана выпуска ассортимента;
разработка методики выбора оптимального варианта организации выпуска ассортимента;
разработка методики оптимизации объемов выпуска ассортимента многопродуктовыми химико-технологическими системами в условиях измененяющейся производственной ситуации;
разработка программно-алгоритмического обеспечения решения задач синтеза гибких ХТС с учетом последующего функционирования и оптимизации объемов выпуска в условиях изменения спроса на продукцию и цен на нее. Работа выполнялась в соответствии с координационным планом Го-ударственной НТП "Экологически безопасные и ресурсосберегающие [роцессы химии и химической технологии".
Методы исследований. В работе использованы математический аппарат и методы системного анализа, линейного, нелинейного и частично-дискретного программирования, реализуемые на персональных ЭВМ.
Научная новизна. Сформулирована обобщенная математическая постановка задачи синтеза многоассортиментных гибких химических производств (ГХП). отличающаяся от известных тем, что поиск оптимальной структуры и оптимальных параметров схемы производства осуществляется с учетом всего комплекса технологических ограничений, оптимизацией дисциплины выпуска, а также одновременного решения задачи календарного планирования, что позволяет разработать оптимальный вариант схемы и определить оптимальный план выпуска ассортимента.
Разработаны алгоритмы:
моделирования тепловых режимов работы отдельных аппаратов ГХП с целью определения длительностей элементарных операций, обеспечивающих соблюдение технологических условий протекания процесса;
определения местоположения и расчета объемов емкостей, необходимых для согласования работы соседних аппаратов и схемы в целом;
установки параллельных аппаратов на стадиях, способа их включения в работу, определения требуемого типа аппарата и его размеров и выбора оптимальных маршрутов получения продуктов;
формализации процедуры решения задачи составления и оптимизации расписания работы оборудования.
Практическая ценность. Разработанные в диссертации методы и алгоритмы решения как частных задач (расчет простоев оборудования, оценка эффективности теплового режима работы аппаратов на стадиях с теплообменом, установка параллельных аппаратов и согласующих емкостей, оптимизация дисциплины выпуска ассортимента, составление оптимального расписания и т.д.), так и общей задачи синтеза с учетом составления оптимального плана работы схемы представляют теоретическое и практическое значение и могут использоваться для вновь проектируемых ГХП и реконструкции действующих химических производств.
Реализация и внедрение результатов исследований. Результата расчетов переданы в ГосНИИ "ИРЕА". ГИПРОНИИмедпром. где используются при решении задач проектирования гибких многоассортиментных производств химических реактивов и лекарственных препаратов с получением экономического и социального эффектов.
Аппробация работы. Основные положения диссертационной работе докладывались и обсуждались на V.VI.VII Международных конференциях
- з -молодых ученых по химии и химической технологии "MKXT-V", "MKXT-VI" "MKXT-VII" (г.Москва. 1991.1992.1993 гг.). 8 Всероссийской конференции "Математические методы в химии - ММХ-8" (г.Тула. 1993 г.) и IV Международной конференции "Методы кибернетики химико-технологических процессов (KXTI1-IV-94)" (г.Москва. 1994 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на /^страницах и состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений. Работа содержит / рисунков и У*?* таблиц. Список используемой литературы включает /%7 наименований.