Типы моделей технологических процессов (статическая и физико-химическая)

Роль планирования эксперимента в интенсификации технологических процессов.

Постоянно существует необходимость рационального использования в производстве и научных исследованиях рабочей силы, средств производства. Одно из направлений повышения производительности труда заключается в применении современных математических методов, таких, как планирование эксперимента, планирование операций, вычислительной техники, математическое моделирование.

Интенсификация действующих производственных процессов путём выявления всех ресурсов, нахождения и устранения узких мест в технологии, повышения качества продукции, экономии материалов и энергии являются наиболее важными составными частями повышения эффективности производства.

Все это относится как к отдельным устройствам, так и к производственным комплексам.

Выявление резервов производства, как правило, связано с основательным анализом процесса и предполагает применение современных методов исследования, электронных методов обработки данных и для интенсификации процессов.

Для интенсификации технологических процессов целесообразно использовать вычислительные машины, выполняющие функции автоматического управления и оптимизации режимов. Для эффективного анализа механизма выявления и управления производственными процессами необходимо выявить взаимосвязь между факторами определяющих ход процесса и представить их в количественной форме и в виде математической модели.

Математическая модель – это отображение наиболее существенных сторон исследуемого процесса. Модель представляет собой совокупность уравнений, условий и алгоритмических правил и позволяет получить информацию о процессах протекающих в системе; рассчитывать системы, т.е. анализировать и проектировать их; получать информацию, которая может быть использована для моделирования объекта.

ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

Типы моделей технологических процессов (статическая и физико-химическая).

В зависимости от источника информации, используемого при построении модели различают: 1.физико-химические модели (аналитическая. и теоретическая);

2.статистические или эмпирические модели.

В первом случае за основу берут физико-химические закономерности моделирования процессов в виде уравнений баланса или кинетических уравнений. Построение физико-химических моделей сопряжено с проведением обширных и длительных исследований, так как при этом нужно выявить природу процесса, протекающего в объекте. Как правило, модели процессов представляют как системы дифференциальных уравнений. Они позволяют описывать процессы, протекающие в объекте, и допускают в некоторых случаях экстраполяцию в точке фазового пространства, в которой невозможно непосредственное исследование этих процессов.

Статистические модели получаются в результате статистической обработки экспериментальных данных собранных на исследуемом объекте. Структура статистической модели может выбираться произвольно. Соответствие модели объекту ограничивается только количественными аспектами. Модели имеют простую структуру, часто их представляют в виде полинома. Область их применения ограничивается ближайшей окрестностью рабочих точек, в которых проводились эксперименты. Во многих случаях построение таких моделей выполняются ценой небольших затраты времени и средств. Различают статические (стационарные) и динамические модели.

1-ые описывают не изменяющиеся во времени соотношения свойств, характеристик (величины в объекте); 2-ые - переходные, т.е. нестационарные процессы.

Динамические модели имеют вид передаточных функций или систем дифференциальных уравнений или сочетание и того, и другого. После установления структуры модели необходимо численно оценить по эмпирическим данным свободные параметры модели. В зависимости от того, как эти параметры входят в модель, говорят о линейности и нелинейности по параметрам модели. Кроме того, принято различать линейные и нелинейные модели по независимым переменным.

ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА