【正文】 B+C +A+P Ｃ B Ｂ A+C A C 例： 某化工過程系統(tǒng)由Ｂ +Ｃ為原料生產(chǎn)Ａ，且副產(chǎn)Ｐ，其可能的過程流程一： 樹結構 流程 系統(tǒng)結構的概念 例： 某化工過程系統(tǒng)由Ｂ +Ｃ為原料生產(chǎn)Ａ，且副產(chǎn)Ｐ，其可能的過程流程二 ： 再循環(huán)結構 流程 混 反 B+C +A+P 分 離 Ｃ Ｂ Ｐ Ａ Ｃ Ａ +Ｂ +Ｃ Ａ +Ｃ Ｂ 分 離 分 離 ? 由前例可知，過程系統(tǒng)的流程結構可有幾種選擇方案（備選方案）。 ? 建摸時要吸取前次擴建的經(jīng)驗 ? 這是一個大系統(tǒng)的多目標 合成 問題，是一個按既定多目標函數(shù)尋優(yōu)的系統(tǒng)合成問題 。 ? 數(shù)學模型： 建立數(shù)學表達式， 在建立過程中 運用邏輯關系、規(guī)則、概念。 ? 過程系統(tǒng)的模型： 對實際過程系統(tǒng)的描述。 ? 如何選擇對策，就要對 工藝裝置進行分析， 在對過程進行系統(tǒng)分析的同時，必需要對 單元、物料、能量利用情況 進行分析。 為完成上述任務，大致包括兩個方面的工作 : 化工過程系統(tǒng)的 分析 化工過程系統(tǒng)的 合成 ? 化工過程分析 ：對過程系統(tǒng)的運行機制、影響因素、過程模型的數(shù)學描述、目標函數(shù)的建立、優(yōu)惠工況下的最佳操作參數(shù)等進行分析。 ? 3 化工系統(tǒng)工程學的綜合性 ? 從化工系統(tǒng)工程學的形成過程可知，這是一門綜合性學科，涉及： ? 化學工程學 ? 系統(tǒng)工程學 ? 運籌學 ? 計算技術 ? 過程控制理論 三、化工系統(tǒng)工程學的 基本內容 ? 任務： 在“一定的輸入輸出條件下，尋求一個整體最優(yōu)的過程系統(tǒng)”。 ? 能源緊缺 ， 能源的有效及合理利用成為人們越來越關心的問題 。 ? 把 化工過程系統(tǒng)問題作為研究對象 的學科稱為 化工 過程系統(tǒng)工程學 。 ? 系統(tǒng)工程學 又名： 工程學的方法論 ? 研究對象：各個不同的系統(tǒng) ? 化工過程系統(tǒng)工程 ? 以 系統(tǒng)工程學為基礎 ， ? 把 社會問題作為研究對象 的學科稱為 社會系統(tǒng)工程學 。 ? 當著眼工程的規(guī)劃及最優(yōu)設計 ——尋優(yōu)的綜合技術。 ? 有些人則著眼于工程 系統(tǒng)的規(guī)劃和最優(yōu)設計。 ? 其后 ， 在 通信網(wǎng)絡的設計過程中 ， 也發(fā)現(xiàn)存在著如何安排通信網(wǎng)絡以達到用最小的投入 ， 得到最優(yōu)的通話效果的 通信網(wǎng)絡最優(yōu)配備 問題 。 ? 起源 :該學科 最初發(fā)源于美國 ，由于二次世界大戰(zhàn)期間，美國需要在有限的時間、空間和運力條件下安排達到最大的運送量。 ? 簡單地說 ， 將 系統(tǒng)工程學 的理論和方法應用于 化工過程 就形成了 化工過程系統(tǒng)工程 ，簡稱為化工系統(tǒng)工程 。 化工過程分析與合成 ? 化工過程分析與合成 又稱為 化工過程系統(tǒng)工程 ， ? 化工過程系統(tǒng)工程 是在 系統(tǒng)工程 、 化學工程 、過程控制 、 計算數(shù)學、信息技術 等學科的邊緣上產(chǎn)生的一門綜合性學科， ? 化工過程系統(tǒng)工程 以處理物料 能量 信息流的過程系統(tǒng)為研究對象。由于這種缺陷的困擾，曾使計算機控制技術一度陷于難于發(fā)展的困境。 ? 優(yōu)點 ：可以大大的節(jié)省硬件成本，便于同時分析各個控制回路的信息，為實現(xiàn)全系統(tǒng)的優(yōu)化控制提供了條件。且這種分散的控制， 難于實現(xiàn)總體優(yōu)化 。 ? 優(yōu)點： 當某一控制回路出現(xiàn)故障時，不致影響其他回路的正常工作。 ? 分散控制 : ? 20世紀四五十年代的早期過程控制技術，采用基地式控制儀表實施單輸入、單輸出的簡單回路控制，又稱為 分散控制 ， ? 目標 :保持生產(chǎn)工況平穩(wěn)。主要是對物料流溫度、壓力、流量、液位、組成等操作參數(shù)的調節(jié)。 ? 液相分離 :則可用蒸餾與精餾、蒸發(fā)、結晶、汽提、萃取、膜分離等。 ? 液固相分離 :過濾、干燥、沉降等。 ? 實現(xiàn)最佳的換熱網(wǎng)絡設計，是化工過程系統(tǒng)合成研究的一項典型的事例， 也是 本課程 將要 重點研討 的一項內容。 ? 換熱網(wǎng)絡： 滿足這種換熱要求的熱量或冷量，可以來自流程中的工藝物料流或是來自公用工程，構成換熱網(wǎng)絡。 ? 通?；み^程大都包括三個部分 ： ? 原料制備 ? 化學反應 ? 產(chǎn)品分離 ? 在多種多樣的單元過程中 ， 最重要的也是最多用的單元過程 是： ? 化學反應過程 ? 換熱過程 ? 分離過程 化學反應過程 ? 化學反應過程是化工過程的核心部分 。 制造 工藝 ： 以工件為對象的加工工藝。 過程 工藝 ： 對物料流進行物理或化學的加工工藝。 51 ?① 建立方框圖 ?② 考慮信息相關性 ?③ 考慮準確性 ?④ 考慮結集性 52 ?① 明確建模的目的和要求； ?②對系統(tǒng)進行一般語言描述； ?③弄清系統(tǒng)中的主要因素及其相互關系； ?④確定模型的結構； ?⑤估計模型的參數(shù)； ?⑥實驗研究； ?⑦必要修改 。 ?形象模型： 把現(xiàn)實的東西的尺寸進行改變后的表示。 ?類比模型： 和實際模型作用相同。 ?符號模型： 用符號來代表系統(tǒng)的各種因素和它們間 的相互關系。 50 ?概念模型： 通過人們的經(jīng)驗、知識和直覺形成的。 （ 3）利用模型可以進行 “ 思想 ” 試驗。 本質： 48 （化）的地位與作用 作用： （ 1）人們對客觀系統(tǒng)一定程度研究結果的表達。 47 模型化 ? 模型化就是為描述系統(tǒng)的構成和行為，對實體系統(tǒng)的各種因素進行適當篩選，用一定方式（數(shù)學、圖像等）表達系統(tǒng)實體的方法。模型應反映出系統(tǒng)的主要組成部分、各部分之間的相互關系，以及在運用條件下的因果作用及相互關系。 這是四個方案中比較理想的治理污染的方案 。 改用優(yōu)質煤后 ， 煤塵與 SO2的排放量估算分別為 ， 均小于標準量 。 此外 ， 還可能引起燃燒效率降低 。 煙囪 例：發(fā)電廠環(huán)境工程系統(tǒng)分析 鍋爐 除塵器 煤 目的：模擬煙囪排放的煙塵和 SO2，據(jù)此提出最佳治理方案。 ?例如企業(yè)在減員增效的過程中就至少有如下兩個目標： – 一是提高企業(yè)的效益 – 二是保證工作崗位不減員。 – 采用所有分目標 ， 尋求一個能達到?jīng)_突目標得以并存的方案 。 39 目標沖突 ? 例如在進行產(chǎn)品設計時 ， 所可能強調的兩個目標： – 一是盡可能低的成本 – 二是盡可能高的質量 。 33 系統(tǒng)分析的要素 （ 1）問題 （ 2）目的及目標 （ 3）方案 （ 4）模型 （ 5）評價 （ 6）決策者 系統(tǒng)工程方法論 弄清問題 | 目標選擇 | 擬定方案 | 建立模型 | 系統(tǒng)評價 | 系統(tǒng)決策 | 實施 系 統(tǒng) 分 析 35 36 （ 1）初步分析 ? 初步分析： What?Why?Where?When?Who?How? ?問題的目標 目標的層次性 目標的沖突 37 目標樹 X X1 X2 X3 38 目標沖突和利害沖突 ? 在目標分析過程中 ， 系統(tǒng)分析人員經(jīng)常會發(fā)現(xiàn) ， 許多關鍵情況往往是由于存在著相互沖突的分目標造成的 。 31 ?系統(tǒng)分析是運用建模及預測、優(yōu)化、仿真