Страница 1

Важнейшим этапом создания гибких производственных систем является синтез, в процессе которого определяется, так называемый, базовый набор технологического оборудования, формируется оптимальная технологическая и организационная структура системы и оптимизируется ее аппаратурное оформление. Вопросы синтеза решаются для индивидуальных, совмещенных и гибких производств фиксированного и переменного асcортимента. Следует выделить два направления синтеза: структурный и структурно-параметрический.[5]

В результате структурного синтеза формируется структура совмещенной или гибкой химико-технологической системы (ХТС), реализуемая на выбранных типах оборудования.

При структурном синтезе решаются следующие задачи: о назначении аппаратурного оформления технологическим стадиям; классификация ассортимента на группы путем объединения продуктов с аппаратурно различающимися технологическими стадиями.

Задача о назначении предполагает решение вопросов подобия и инвариантности технологических стадий и их аппаратурного оформления. Таким образом проверяется возможность реализации технологически подобных стадий на различном оборудовании.(см. лекцию 5)

Наличие в схемах аппаратурно-подобных технологических стадий позволяет организовывать ХТС с перестраиваемой структурой (с элементами гибкости).

Классификация ассортимента на группы по общности используемого оборудования сводится к решению двух задач: определение групп продуктов совместного (одновременного) выпуска; организация выпуска групп продуктов. (раздел 4.4)

Основным этапом технологического проектирования ГА ХТС является синтез химико-технологической системы. Синтез ХТС осуществляется на основе предварительно разработанных математических моделей [2, 3] операций, стадий и производств в целом. Их конкретный вид зависит от количества производимых продуктов, числа и типов стадий, а также способа соединения аппаратурных стадий между собой.

В результате структурно-параметрического синтеза одновременно с синтезом структуры проводится расчет размеров оборудования.

Несмотря на то, что конкретные химико-технологические системы отличаются большой сложностью и разнообразием структур, практически все они могут быть сведены к небольшому числу типовых структур, отличающихся направлением соединяющих их потоков.

Последовательная технологическая связь - это такая связь, когда поток, выходящий из аппарата стадии, является входящим для аппарата следующей стадии и все технологические потоки проходят через аппарат стадии не более одного раза. Такое соединение аппаратов соответствует многошаговому принципу переработки сырья в функционально различных аппаратах.

Параллельная технологическая связь - это такая связь, когда выходящий из аппарата стадии поток разделяется на несколько параллельных подпотоков. Такая связь применяется для повышения мощности, надежности, гибкости ХТС, а также при параллельном (одновременном) получении на базе одного исходного вещества двух или нескольких продуктов (полупродуктов).

Последовательно-обводная технологическая связь (байпас) - это такая связь, при реализации которой часть выходного потока из аппарата стадии минует некоторые аппараты этой или другой стадии ХТС, а затем снова объединяется с основным потоком.

Обратная технологическая связь характеризуется наличием рециркуляционного потока, связывающего выход аппарата последующей стадии ХТС с его входом или выходом аппарата предыдущей стадии. Такая связь предусматривает многократное возвращение потоков в один и тот же аппарат стадии и повышает глубину переработки сырья.

По особенностям технологической структуры ХТС разделяют на разомкнутые и замкнутые. В разомкнутых ХТС технологические потоки проходят через аппарат любой стадии только один раз. Замкнутыми называются ХТС, содержащие, по крайней мере, одну обратную связь по потокам массы, энергии или комбинированные связи.

Организационная структура гибкой технологической системы определяется выпускаемым ассортиментом и формируется на основе следующих классификационных признаков:

- связь продуктов ассортимента по схеме их химического синтеза (все продукты получаются независимо один от другого или одни- являются промежуточными продуктами для других);

- связь продуктов ассортимента по признаку аппаратурного оформления (продукты производятся на различном оборудовании или среди аппаратов есть общие для различных продуктов);

- технологическая совместимость продуктов (например, по лимитируемым примесям).