Введение
По мере развития технологии производства цветных металлов повышаются требования к качеству технологического процесса. В переработку поступает все более сложное, комплексное сырье, содержащее помимо основного извлекаемого металла ряд других ценных компонентов. Например, медная руда помимо меди содержит цинк, свинец, железо, серу, золото, серебро и другие примеси. Комплексное использование сырья предполагает извлечение из него всех ценных компонентов, возможное на данном уровне развития технологии.
-
Чем жестче требования по комплексности использования сырья, тем сложнее технологическая схема, тем больше количество операций в этой схеме, тем больше количество полупродуктов и оборотов в таких схемах. Управлять такими схемами и проектировать такие технологии становится сложнее.
-
Второй особенностью современных технологических процессов является увеличение единичной мощности технологических агрегатов. Например, в металлургии меди на медеплавильных заводах как правило один, реже два головных агрегата, через которые проходит весь поток поступающего сырья. Печь Ванюкова на СУМЗе перерабатывает более 1.5 тысяч тонн шихтовых материалов в сутки.
-
Возрастают требования по экологической безопасности процесса.
Вследствие этого эффективно управлять такими технологическими процессами на основе опыта и интуиции персонала становится невозможно, а ошибки по управлению становятся слишком дорогими.
Выходом из этой ситуации становится внедрение информационных систем для управления технологическими процессами, основное назначение которых состоит в том, чтобы обеспечить обработку информации о технологическом процессе и на основе результатов этой обработки оказать помощь персоналу, управляющему технологическим процессом по принятию решений, направленных на изменение параметров технологического процесса для достижения поставленной цели. Информационные системы работают наиболее эффективно, если в их составе имеется модельная система поддержки принятия решений, в основе которой лежит математическая модель технологического процесса, позволяющая на основе расчетов прогнозировать ход и результат технологического процесса при изменяющихся условиях его проведения.
Инженер-металлург, управляющий технологическим процессом, должен владеть методами создания и использования математических моделей для совершенствования и оптимизации технологии.
Содержание курса лекций состоит из трех основных разделов:
1.Системный анализ.
2.Методы построения математических моделей.
3.Математические методы оптимизации технологических систем.
- Введение
- Системный анализ Основные понятия и определения системного анализа
- Внешние связи системы
- Классификация систем по их свойствам
- Моделирование технологических процессов и объектов
- Структурный подход для построения математических моделей
- Использование структурного подхода для составления моделей на молекулярном уровне
- Описание стехиометрии системы химических реакций
- Метод направленных графов
- Матричный метод
- Моделирование равновесия в системах химических реакций
- Моделирование кинетики химических реакций
- Скорость сложной химической реакции
- Интегрирование уравнений кинетики
- Численные методы интегрирования
- Химические реакции в потоке вещества
- Моделирование явлений тепло- и массопереноса
- Массоперенос
- Моделирование тепловых явлений
- Тепловая работа аппарата с частичным теплообменом
- Математические методы оптимизации технологических систем
- Методы построения обобщённых критериев
- Классификация оптимизационных задач
- Аналитические методы решения оптимизационных задач
- Поисковые (численные) методы решения однофакторных оптимизационных задач
- Экспериментальные методы оптимизации
- Методы линейного программирования