ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы оптимизации химико-технологических систем из "Методы кибернетики в химии и химической технологии" При оптимизации ХТС качество функционирования систем определяют с помощью крите риев, или показателей эффективности, под которыми понимают числовые характеристики системы, оценивающие степень приспособления системы к выполнению поставленных перед ней задач. Выбор показателя эффективности (или критерия оптимизации) является заключительной стадией формулирования целей функционирования ХТС. Чтобы показатель эффективности достаточно полно характеризовал качество функционирования ХТС, он должен учитывать все особенности и свойства системы, условия ее функционирования, взаимодействие элементов внутри ХТС и взаимодействие системы с внешней средой. [c.379] Каждую иерархическую ступень химического предприятия как сложной системы характеризуют определенным показателем эффективности функционирования. Нижние ступени иерархии (отдельные ХТП или элементы ХТС) чаще оцениваются с помощью технологических критериев, более высокие — с помощью экономических. [c.379] Основные показатели эффективности функционирования ХТП или элементов ХТС выражают в виде коэффициентов полезного действия (к. п. д.) элементов или величин, характеризующих фактический выход химического продукта из элемента ХТС. Коэффициенты полезного действия элементов характеризуют степень приближения технологического процесса к равновесию. Значения к. п. д. можно использовать в качестве элементов матриц цреобразования [/ ], необходимых при разработке моделей ХТС. [c.379] При оценке эффективности функционирования технологических цехов и химических производств помимо технологических критериев (расходные нормы) существенную роль играют экономические показатели — мощность, себестоимость продукции, приведенные затраты, фондоотдача, прибыль, рентабельность и т. п. [c.380] Эффективность функционирования химического предприятия определяется только экономическими показателями, поскольку зачастую варианты организации производства, эквивалентные по технологическому показателю, могут быть по-разному оценены экономически с позиций их значимости для данной отрасли и народного хозяйства в целом. [c.380] Таким образом, обобщенный показатель эффективности ХТС — глобальный критерий оптимизации — является функцией достаточно общих экономических характеристик производства и может трансформироваться сообразно конкретным условиям задачи. [c.381] По своей структуре выражение (1Х,23) непосредственно не отражает внутреннего взаимодействия между элементами ХТС.. Поэтому такой вид критерия оптимизации можно использовать в основном при применении некомпозиционных методов оптимизации, когда ХТС рассматривается жак единое целое. [c.381] Критерии типа (IX,24) и (1Х,25) позволяют выделить локальные цели каждой подсистемы и на основе анализа конфликта между локальными и глобальной целью построить тот или иной децентрализующий алгоритм. [c.381] Проследим подробнее конфликт между глобальной и локальными целями, одной из основных причин которого является внутреннее взаимодействие между элементами систем. [c.381] Казалось бы, рационально одной подсистеме поручить цель, состоящую 3 максимизации Д, а другой—в минимизации П. Однако в силу взаимодействия между подсистемами это во всех случаях не приводит к желаемой цели. [c.382] При формировании глобальной функции цели из подобных критериев возникает проблема двойственности (или двух уровней), которая лежит в самой природе ХТС. [c.382] Таким образом, двухуровневый характер самой ХТС порождает двухуровневый характер критериев оценки эффективности ее функционирования и, как следствие этого, двухуровневую структуру самих декомпозиционных алгоритмов оптимизации.. [c.383] Но при заданном взаимодействии подсистем (заданной структуре технологических связей) не всегда удается взаимно согласовать локальные цели подсистем. В этом случае приходится говорить о многокритериальной, или векторной, оптимизации. Многокритериальная оптимизация ХТС не является самостоятельным методом или принципом. Это своеобразная постановка задачи оптимизации ХТС со многими разнородными целями функционирования. Каждая из локальных целей функционирования подсистем или всей ХТС выступает в роли составляющей некоторой глобальной цели. [c.383] Известные способы решения многокритериальных задач можно разделить иа четыре группы. [c.383] К сожалению, указаний по выбору весовых коэффициентов для этой группы способов не имеется. [c.383] Ко второй группе относятся способы, связанные с выбором только одного ведущего критерия и переводом других критериев в ограничения. При этом может оказаться, что введенные ограничения несовместимы. [c.383] Третья группа способов базируется на использовании некоторых интуитивных или эвристических соображений, подсказываемых химико-техцологической сущностью задачи, для построения обобщенного критерия, вид которого полностью зависит от исследователя. [c.383] Наиболее математически обоснованной является четвертая группа способов в этом случае используется нормированное критериальное пространство для отыскания такого решения, которое обеспечивает минимальное (в определенном смысле) удаление значений целевых функций грг от локальных оптимумов. [c.383] Решение задачи (IX,35) даст нам компромиссное решение общей многокритериальной задачи. [c.384] Необходимо отметить, что при нормировании пространства критериев и пространства переменных решения в общем случае могут не совпадать. Поэтому решение многокритериальной задачи (IX,37) является способом принятия решения в условиях, когда другие методы вообще не работают. [c.384] Вернуться к основной статье