过程系统工程-1绪论.ppt
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化工过程系统工程(ChemicalProcessSystemsEngineering)学时:48学时/3学分成绩评定:平时作业(30分)课程论文(10分)期末考试(60分)参考书:[1]杨友麒,《实用化工系统工程》,化学工业出版社,1989[2]杨冀宏,麻德贤,《过程系统工程导论》,烃加工出版社,1989[3]姚平经,《化工过程系统工程》,大连理工大学出版社,第1版,1992[4]姚平经,《全过程系统能量优化综合》(大连理工大学教授学术丛书,95),大连理工大学出版社,1995[5]《化工过程模拟与分析》[6]《系统能量优化综合》[7]《数值分析》[8]RuddDF,ProcessSynthesis,1973[9]LinnhoffB,UserGuideonProcessIntegrationFortheEfficientUseofEnergy,1982,1994[10]DouglasJM,ConceptualDesignofChemicalProcesses,19881.1系统与系统工程1.2化工过程系统工程1.2.1化工过程系统模拟与分析1.2.2化工过程系统综合1.2.3化工过程系统的操作与控制1.2.4间歇化工过程系统的设计与操作优化1.2.5人工智能技术在化工过程系统中的应用1.3数学模拟的优点与限制1.3.1数学模拟的优点1.3.2数学模拟的限制因素人们对化工类型生产过程的认识在不断深化,从廿世纪20年代至今已发生三次认识上的飞跃:第一次飞跃发生在廿世纪20年代,从各种各样化工生产工艺中找出了组成它们的共同的基本单元,抽象出“单元操作”的概念,从而奠定了化学工程的基础;第二次飞跃发生在廿世纪50年代,从“单元操作”中又进一步归纳出其中共同的基本规律,进而提出了“传递过程”的概念;第三次飞跃发生在廿世纪50年代以后,是将各种单元操作所组成的化工系统作为一个整体进行研究。化工过程系统工程产生?生产发展带来的两大矛盾其次,化学工程本身的发展,使人们对过程的机理了解比较清楚;计算数学的发展,为复杂问题在计算机上顺利求解提供了有效的方法;运筹学及后来的系统工程学科的发展提供了分析大规模系统的手段;控制论学科的发展,使人们能从过程控制的角度,运用系统工程方法来研究整体控制性能;计算机技术的快速发展,为化工过程分析和顺利而高效地进行过程设计提供了基础,等等。将系统工程的思想和方法应用于化工过程,即称为化工过程系统工程。化工过程系统模拟与分析是化工过程系统工程的重要组成部分,是其研究的基础与主要内容。“系统”这一概念,来源于人类的长期社会实践,但由于受到早年科学技术发展水平的限制,一直没有受到应有的重视。直到廿世纪40年代美国才开始在工程设计中应用“系统”这一概念,到了50年代以后才把“系统”这一概念逐步明确化、具体化,并在工程技术系统的研究和管理中广泛应用。系统工程学认为,把所研究的对象当作一个整体来研究,也即把一个研究的对象看作一个系统,从系统整体出发去研究系统内部各组成之间的有机联系和系统外部环境的相互关系。——综合研究的方法,即是系统工程研究方法。一般系统论是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲L.V.Bertalanffy)创立的一门逻辑和数学领域的科学,它的主要目的是企图确立适用于系统的一般原则。它运用完整性、集中化、等级结构、终极性、逻辑同构等概念,找出适用于一切综合系统或子系统的模式、原则和规律。后来又发展成为试图包括一般系统论、控制论、自动机理论、信息论、集合论、图论、网络理论、系统数学、对策论、判定论、计算数学、模拟……的理论和方法,统称为系统论。它活跃于国际学术界,已成为科学哲学流派之一。——以研究大系统为对象的一门新兴的边缘学科。它将自然科学和社会科学中的某些思想、理论、方法、策略和手段等根据总体协调的需要有机地联系起来,将人们的生产、科研、经济活动等有效地组织起来,用数学方法和计算机等工具,对系统的构成要素、组织结构、信息交换、反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务,从而达到最优设计、控制、管理,使局部和整体之间的关系协调配合,以实现系统的综合最优化。系统工程与其它工程学不同,不限于某个领域,不限于物质系统,被认为是一种“软科学”。系统工程作为一门工程技术,是在运筹学、控制论、计算机技术、工程设计、管理科学等学科的基础上发展起来的。电子计算机化工过程系统工程是化学工程学的一个分支,是将系统工程学的理论和方法应用于化工过程领域的一门新兴的边缘学科,所涉及的学科有:化学工程、系统工程、运筹学、控制论、计算机科学、计算数学、人工智能等。基本内容:是从化工系统的整体目标出发,根据系统内部各个组成部分的特性及其相互关系,确定化工系统在