Введение
ГЛАВА 1. Обзор современных подходов к решению задачи проектирования оптимальных химико-технологических систем с учётом неопределённости исходной информации 17
1.1 Постановка задачи оптимального проектирования химико-технологической системы 18
1.2. Классификация неопределнных параметров 21
1.3. Уровень неопределенности на различных этапах жизненного цикла ХТС 23
1.4. Способы учета неопределенности в целевой функции задачи проектирования оптимальных ХТС 26
1.5. Характеристика ограничений в задачах проектирования оптимальных ХТС 27
1.6. Оценка гибкости технологических систем в условиях неопределнности исходной информации 31
1.7. Подходы к формализации задачи проектирования оптимальных ХТС 35
1.8. Подходы к решению задач проектирования оптимальных ХТС в условиях неопределенности 45
1.9. Численные методы интегрирования 53
1.10. Методы решения задач оптимизации 55
Выводы к главе 71
ГЛАВА 2. Формализация основных постановок и разработка составляющих методологии решения задач проектирования оптимальных химико-технологических систем с учетом неопределенности 75
2.1 Систематизация факторов, влияющих на постановку задач проектирования оптимальных ХТС с учетом неопределенности информации 76
2.2. Формализация основных постановок задач проектирования оптимальных ХТС с учетом неопределенности 80
2.2.1 Характеристика вида области неопределенности 80
2.2.2. Постановка одноэтапной задачи проектирования оптимальных ХТП в условиях неопределенности 83
2.2.3. Постановка двухэтапной задачи оптимизации для проектирования оптимальных ХТС в условиях неопределенности 88 2.3. Разработка основных составляющих подходов к решению задач
оптимизации ХТС с учетом неопределенности в исходной информации 103
2.3.1. Подход к вычислению значения функции гибкости 106
2.3.2 Оценка структурной гибкости ХТС 117
2.3.3. Апробация разработанных подходов к решению задач вычисления оценки гибкости ХТС на модельных примерах 122
2.3.4. Способы аппроксимации критерия, имеющего вид математического ожидания, в задачах проектирования оптимальных ХТС 135
2.3.5. Функциональное описание зависимости управляющих
поисковых переменных от неопределенных параметров 142
2.3.6. Преобразование вероятностных ограничений в детерминированные 145
Выводы к главе 152
ГЛАВА 3. Разработка подходов к решению задач проектирования оптимальных химико-технологических систем в постановке одноэтапной задачи оптимизации 155
3.1. Одноэтапная задача оптимизации с независимыми неопределенными
параметрами и жсткими ограничениями 155
3.1.1. Функции распределения вероятностей неопределенных параметров неизвестны 156
3.1.2. Полные сведения о распределении вероятностей неопределенных параметров 156
3.2. Одноэтапная задача оптимизации с независимыми неопределенными параметрами и вероятностными ограничениями 158
3.2.1. Подход получения нижней оценки критерия ОЭЗО 158
3.2.2. Подход получения верхней оценки критерия ОЭЗО 168
3.3. Одноэтапная задача оптимизации с независимыми неопределенными параметрами при учете жстких и вероятностных ограничений 180
3.3.1. Подход получения нижней оценки критерия ОЭЗО 180
3.3.2. Подход получения верхней оценки критерия ОЭЗО 181
3.4. Одноэтапная задача оптимизации со статистически взаимно зависимыми неопределенными параметрами при учете вероятностных ограничений 183
3.4.1. Подход, основанный на замене вероятностных ограничений детерминированными 184
3.4.2. Подход, основанный на замене статистически взаимно зависимых неопределенных параметров независимыми случайными величинами 186
3.5 Явное использование ограничений типа равенств 188
3.6 Апробация разработанных подходов к решению задач проектирования оптимальных работоспособных ХТС на основе одноэтапной задачи оптимизации 190
3.6.1. Проектирование оптимальной ХТС реактор и теплообменник 193
3.6.2. Проектирование оптимальной системы реакторов 203 Выводы к главе 209
ГЛАВА 4. Разработка подходов к решению задач проектирования оптимальных химико-технологических систем в постановке двухэтапной задачи оптимизации 212
4.1 Двухэтапная задача оптимизации с независимыми неопределенными параметрами и жсткими ограничениями 212
4.1.1 Двухэтапная задача оптимизации в дискретном виде 213
4.1.2 Тест структурной гибкости как оценка существования решения ДЭЗО 219
4.1.3 Сведение ДЭЗО2 к виду одноэтапной задачи 220
4.2 Двухэтапная задача оптимизации с независимыми неопределенными параметрами и вероятностными ограничениями 221
4.2.1. Подход получения верхней оценки критерия ДЭЗО 222
4.2.2. Подход получения нижней оценки критерия ДЭЗО 232
4.3. Двухэтапная задача оптимизации с независимыми неопределенными параметрами при учете жстких и вероятностных ограничений 235
4.3.1. Математическое ожидание функции эффективности ХТС в качестве критерия ДЭЗО 236
4.3.2. Вероятностная верхняя оценка функции эффективности ХТС в качестве критерия ДЭЗО 242
4.3.3. Неполная информация относительно неопределнных параметров на этапе функционирования 243
4.4. Двухэтапная задача оптимизации со статистически взаимно зависимыми неопределенными параметрами при учете жстких и вероятностных ограничений 245
4.5. Апробация разработанных подходов к решению задач проектирования оптимальных работоспособных ХТС на основе двухэтапной задачи оптимизации 247
4.5.1. Проектирование оптимальной ХТС реактор и теплообменник 249
4.5.2. Проектирование оптимальной системы реакторов 257
Выводы к главе 261
ГЛАВА 5. Методология решения задач проектирования оптимальных химико-технологических систем с учетом неопределенности в исходной информации 263
5.1. Основные составляющие методологии решения задач проектирования оптимальных ХТС с учетом неопределенности в исходной информации 264
5.1.1 Влияние учета неопределенности при проектировании оптимальных ХТС на вид решаемой задачи 264
5.1.2 Основные компоненты методологии решения задач проектирования оптимальных ХТС при учете неопределенности 268
5.2. Алгоритм стратегии формализации и формирования алгоритма решения задач проектирования оптимальных работоспособных ХТС 270
5.3. Применение предлагаемой методологии для решения задач проектирования оптимальных химико-технологических систем с учетом частичной неопределенности в исходной информации 281
5.3.1. Проектирование оптимальной подсистемы узла захолаживания пирогаза 282
5.3.2. Проектирование оптимальной системы биологической очистки сточных вод 293
5.3.3. Проектирование оптимальной подсистемы реакторного узла процесса изомеризации н-пентана 305
Выводы к главе 313
Основные результаты и выводы 315
Список литературы
