Производство моделирование для смешанных

Два новых представлений для моделирования производственно вводятся - сетей производственных потоков и карты производственного процесса - это сосредоточиться на единицу операций и сырье, соответственно.

Понимание и моделирование производства внутри комплекса объектов промышленности процесс может быть трудной задачей (КЭП, январь 2004, с. 43-50). Есть несколько методов и устройств, доступных для оказания помощи в этих усилиях. Тем не менее, относительно мало внимания было уделено моделированию детали производства, когда несколько режимов работы или производственной деятельности существует для любого производства или обработки блока. Цель этой статьи заключается в представлении два различных и взаимодополняющих просмотров системы производства в связи как с физической и функциональной аспекты производства. Эти новые взгляды называется сеть производственных потоков (PFN), а также карта производственного процесса (УГФ), а также участвовать пространственных рамок или материально-потока путь производства по сравнению с его иерархической принятия решений и временных измерениях.

Любое производства или производственной среды могут быть смоделированы с использованием трех основных единиц объектов, операций и запасов. Единицы представляют собой физическое оборудование, что поддержка производства (например, реакторы, fractionators, теплообменники, емкости и т.д.). Они возобновляемых ресурсов, которые могут также включать силы, средства и даже катализаторов. Операции функциональной деятельности, задачи или инструкции выполняются единиц. Каждый блок должен быть указан по крайней мере одна операция в течение своей жизни. Запасы сырья, промежуточной работы в прогресс и продуктов материалы смешиваются, разделенных и / или преобразованы в единицы в той или иной операции. Они невозобновляемых ресурсов, поскольку они потребляются и производятся операции. Примеры включают запасы энергии и химических веществ (например, каустической соды, ингибиторы коррозии и т.д.). Сточных вод и выбросов опасных веществ или субпродуктов, также считаются запасов.

С точки зрения моделирования полный сценарий производства внутри объекта, несколько инструментов и методологий, которые можно включать все аспекты жизненного цикла объекта. К ним относятся: методы критического пути (CPM); программа оценки и анализа методов (PERT) (1); технологических схем (ПФО); трубопроводы и приборы диаграмм (P

сетей Производство потока

Например небольшой завод промышленности процесс показан на рисунке 1. Есть несколько отличительных объектов единицы обращается, которые пакет (перевернутый треугольник), бассейн (треугольник), непрерывный процесс (вертикальный прямоугольник), пакетная обработка (вертикальный прямоугольник, частично заполненный), по периметру (алмаз) и трубопровода единиц (по горизонтали прямоугольник). Совокупность всех единиц, операций и запасов известна как растение. Непрерывных и подразделений партии процесса потока потребителей и производителей, где партии технологических установок, посылок единиц и объединять всех подразделений содержать инвентарь или провести деятельности и поток аккумуляторы производства. Трубопроводный единиц, как предполагается, всегда быть полным так аккумуляции стока не ожидается, что предполагает никаких изменений в общем объеме транзита наличии. Понятия безопасности и цикл складе затем обратиться в серийное производство узлов и бассейн единицы. Смелые стрелки обозначают внешние потоки, которые могут быть связаны входе и выходе порта единиц (кружки) - поток интерфейсов и из других подразделений. Меньшие стрелки при других единиц внутренних потоков, при котором процесс дает можно прикрепить, например, при моделировании поведения и воздействия на процессы продукта запасов.

PFN очень похож на ОФП. Это иногда упоминается как надстройка, в отличие от сети. Вместе с тем в ДОС, явное представление операций показал, что отсутствует в ПФО. Деятельность компании разделена на три функции - режимы, материалы и движется. Режимы операций или на технологических установках и периметра единиц, и может быть как производственные, так и непроизводственной деятельности. Они используются для дискретизации рабочей области единиц в зависимости от корма и продукции количество, качество и условия обработки, такие как температура и давление. В любом режиме, выходы продуктов считаются относительно постоянной или интерполировать линейно база плюс-дельта моды. Материалы операций или посылки единиц, бассейн подразделений, частей и трубопроводов порт подразделений, таких, как материал службе качели танка. Переход является передача или перемещение операций между единицу выходе порта и вентиляционная установка порта. Каждая из операций также переход детали, связанные с ним, например, последовательность, пусконаладка, резервный, переключение и выключение событий ..

Пунктирная линия-коробки окружающих выбранных единицах указывают, что особенности устройства многоцелевого, а это значит, что она может колебаться от одной операции к другой, хотя, если возобновляемых ресурсов не от общего типа, то он может выполнять только одну операцию одновременно. Процесс подразделения, которые имеют многоцелевое назначение, называются мульти-процесса, а это означает, что они имеют несколько режимов. Бассейн единиц многопродуктовыми, если они могут хранить более одного продукта, но не одновременно. Логики или операционной правило, когда размахивая над любым материалам службы на танке должны обеспечить, чтобы запасы ниже определенного количества предел, установленный для обеспечения безопасности и загрязнения причинам. Выход и вход порты могут быть мультиплексированных типа, если один или несколько одновременных потоков могут быть размещены в любой момент времени. Предметы, которые находятся внутри точками линии ящики пар блока. Они представляют собой виртуальные, логическом или неявной мнения ни метафизических или metafunctional аспект производства.

В отличие от рецепта и государственные задачи сетей, которые используются достаточно широко в промышленности пакетной обработки, PFN дополняет в том смысле, что она рассматривает производство более по линии единиц оборудования и материальных потоков, а не строго с точки зрения рецепт или процесса. В рецепт сетей, оборудования или устройства не ясно показал, пока окончательный рецепт управления происходит (7). Вместо этого, последовательность функциональных операций наметили конкретные суммы ингредиента или интенсивности придает где это необходимо, когда поток материала представлена.

Производство карт потока

PFM, которая практически идентична PFN с точки зрения информации, легче ориентироваться и изменить, чем PFN, особенно для крупных экземпляров продукции, которая может также включать в себя не только производственную цепочку, но и других производственно-сбытовой цепи физического и функционального объектов. На рисунке 2 приводится ПФМ по той же небольшой, но представитель завода пример.

Те же самые объекты используются исключением того, что блок операции делятся на их питание и продуктов сторон. Продукт стороны придают выпускные отверстия, тогда как стороны имеют корма связанных портов на входе. Идея состоит в настоящее время каждая из сторон на противоположных концах зрения, где она в равной степени иметь продукты слева и каналы на правом, и наоборот. Кроме того, порядок произведения стороны и корма стороны, с точки зрения метафизической размещения объекта, также может быть произвольным (например, порядок или последовательность единичных операций на территории соответствующего корма или продуктов сторон могут быть указаны). УГФ является полезным, потому что нет сохранения пространственной концепции материально-потока путь или структуры, как и в ДОС. Основная цель УГФ является показать явное отображение выпускные отверстия на входе портов по всей производственной цепочке установление четко и лаконично. Это имеет значение, когда это необходимо сосредоточиться на конкретной акции или соответствующий пакет акций. Следовательно, ПФМ следует рассматривать как более конкретные запасы, или с акцентом зрения, в то время как PFN это скорее единицы конкретной операции зрения.

Рассмотрим нефтеперерабатывающего завода, где производство иногда разграничены по аналогии с чистой или бело-нефтепродукта против грязной или темно-нефтепродуктов. УГФ могут быть использованы как полезный инструмент для моделирования и мониторинга ежедневных потоков фонда для связанных масла в растении по отдельности в разных взглядов и в то же мнение, только расположены в разных местах на карте ..

Благодарности

Автор хотела бы поблагодарить Джона Л. Манн, также Honeywell Process Solutions, для многих стимулирующие дискуссии о концепции производства до и во время написания этой статьи.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рардин, RL, "Оптимизация в области исследования операций", Прентис Hall.Upper Садл-Ривер, штат Нью-Джерси (1998).

2. Пинедо, М., "Планирование: теория, алгоритмы и системы", Prentice Hall, Верховья реки седла, Нью-Джерси (1995).

3. Sanmarti Е., и др.., "Комбинаторные Техника для краткосрочного планирования многоцелевого шихты на основе представления Расписание-График", Компьютеры Chem. Engng., 22, с. S847-S850 (1998).

4. Ван, Б. и др.. ", Управление Прототип Рецепт Система пакетной обработки," Компьютеры Chem. Engng., 21, стр. 131. 1-1323 (1997).

5. Kondili Е., и др.. ", Общий алгоритм краткосрочного планирования пакетных операций - Я MILP разработка," Компьютерные * Engng Chem., 17, стр. 21. 1-227 (1993).

6. Йеоманс, H., и IE Гроссман, "систематическую основу моделирования Надстройка Оптимизация процесса синтеза" Компьютеры Chem. Engng, 23, с. 709-731 (1999).

7. ISA, "SP88 контроля партии, часть 1: Модели и терминология", ISA-S88.01-1995 (февраль 1995).

Джеффри Дин Келли

Решения Honeywell Process

Джеффри Дин Келли архитектор решений для перспективного планирования и составления расписаний на Honeywell Process Solutions (300 Йоркленд кв. Торонто, Онтарио, Канада, M2J 1S1, телефон: (416) 502-5148, факс: (416) 502-5130, E почта: <a href="mailto:jeff.kelly@honeywell.com"> jeff.kelly @ <honeywell.com />). Келли инженером-химиком и степень магистра в области управления процессами Расширенный из университета Макмастер. Он работал в качестве инженера расширенный контроль как на Shell Canada и императорские нефти, в том числе в реальном времени реализации программы оптимизации и тактического планирования и составления расписаний решения в своих нефтеперерабатывающих заводов. он установил завод всей пакеты данных примирения в нескольких нефтеперерабатывающих заводов по всему миру и является автором многочисленных публикаций на эту тему.