Общие закономерности производственных процессов

Промышленное производство – совокупность машин, аппаратов и других устройств, связанных между собой материальными потоками, электрическими, транспортными линиями и линиями связи (для информации и управления). Все они взаимосвязаны и функционируют вместе, обеспечивая получения продукции и выполняя другие функции производства. Такой объект называется системой.

Система – совокупность элементов и связей между ними, функционирующая как единое целое.

В промышленном производстве элементы – это машины, аппараты и другие устройства; связи – это материальные трубопроводы, паропроводы и прочие, которые соединяют машины, аппараты, устройства. В элементах происходит превращение потоков (изменение их состояния – разделение, смешение, сжатие, нагрев, химические превращения и т.д.). По связям потоки (материальные, энергетические) передаются из одного элемента в другой. Это позволяет представить промышленное производство как технологическую систему (Т.С.)

Технологическая система – совокупность аппаратов, машин и других устройств (элементов) и материальных, энергетических и других потоков (связей) между ними, функционирующая как единое целое и предназначенная для переработки исходных веществ (сырья) в продукты.

В качестве элемента можно рассматривать либо отдельный аппарат (реактор, абсорбер, теплообменник, турбина и т.д.), либо их совокупность, производящую какое-то изменение состояния потока. Степень детализации элемента: один аппарат или их совокупность зависит от задачи исследований (определить те или иные показатели технологического процесса в целом или определить особенности функционирования и т.д.)

С другой стороны в ТС можно выделить какую-то часть (например, реакционный узел), представить её как систему, т.е. совокупность машин, реакторов, теплообменников (элементов) и потоков между ними (связей), функционирующую как единое целое. По отношению к ТС в целом это- подсистема, как часть большой системы.

Фактически исследование сложных ТС сводится к изучению её подсистем. Подсистемы могуь быть выделены как по масштабу, так и функционально. Например, реакционный узел- подсистема по масштабу во всем технологическом процессе переработки сырья в продукт. А энергетическая подсистема по масштабу охватывает все производство, но выполняет определённую функцию.

Исследование сложных ТС с использованием методов и средств теории систем получило название системного анализа ТС (flow-sheeting)- метод исследования ТС, представляющий собой «таблицу (карту) потоков».

Системный анализ- результат применения к исследованию и разработке ТС методов, используемых в химии, физике, математике, моделировании, вычислительной математике, автоматическом управлении и других науках, используемых в инженерных исследованиях и разработках.

Несмотря на некоторую неопределённость и даже всеохватность понятия системного анализа, можно установить примерную последовательность этапов исследования и анализа ТС:

1. Выделение элементов, которые определяют интересующие или необходимые свойства ТС.

2. Установление зависимостей выходных потоков от входных для каждого элемента, т.е. получение математического описания элемента и определение свойств и особенностей. Поскольку в элементах происходит превращение потоков, то их описание основывается главным образом на физико-химических и физических закономерностях.

3. Выделение связей между элементами, которые ответственны за правление интересующих свойств ТС.

Таким образом, определяется структура ТС. Математические описания элементов создают основу количественных расчётов при исследовании системы.

4. Исследование ТС – расчёт показателей, определение свойств и особенностей,

изучение эволюции ТС для улучшения её показателей и свойств. Здесь используются принципы и методы различных областей науки- кибернетики, информатики, теории игр, катастроф, факторного анализа. Большое значение в исследовании сложных систем имеет накопленный опыт исследования промышленных производств- так называется «эвристические решения», или эвристики.

Описание системы, состоящей из сотен элементов и связей, - сложная совокупность алгебраических, дифференциальных, химических и других управлений. Поэтому основное средство системного анализа- ЭВМ, компьютеры.

Поиск по сайту: