Распределение часов дисциплины по учебному плану

• Количество недель - 14;

• Всего часов - 70;

• Лекции - 28;

• Лабораторные работы - 14;

• Индивидуальная работа - 28;

• Курсовая работа;

• Экзамен.

1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе

В малотоннажных химических производствах с часто сменяемым ассортиментом продукции наибольший экономический эффект достигается за счет применения гибких химико-технологических систем, которые позволяют осуществить переход от выпуска одних видов продукции к другим за кратчайшее время при минимальных затратах материальных, энергетических и трудовых ресурсов. Для эксплуатации и, тем более, разработки гибких автоматизированных производственных систем от инженера требуется знание особенностей многопродуктовых производств малотоннажной химии, методов математического моделирования основных процессов, режимов функционирования и аппаратурного оформления ГАПС,умение ставить и решать реальные производственные задачи, такие как выбор режима функционирования, определение аппаратурного оформления химико-технологических систем многоассортиментных производств, оперативное управление организацией технологических процессов в гибких системах.

1.1. Цель преподавания дисциплины

Овладение теоретическими и методологическими основами модели- рования, анализа и синтеза гибких автоматизированных систем многоас- сортиментных химических производств.

1.2. Задачи изучения дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен знать:

• основные стадии синтеза продуктов малотоннажной химии;
• химизм основных технологических процессов получения полу- продуктов и красителей;
• типовое оборудование для реализации синтеза полупродуктов, красителей, лаков и красок;
• содержание и принципы реализации основных этапов синтеза ГАПС многоассортиментных химических производств;
• современную методику выполнения материальных и энергетичес- ких расчетов, расчетов оборудования, компоновки оборудования и трасси- ровки технологических трубопроводов в ГАПС;
• методику анализа эффективности функционирования ГАПС, их ка- лендарного планирования и реконструкции.

Студент должен уметь:

• использовать на практике существующие методики расчета аппаратурного оформления технологических схем многоассортиментных химических производств и программные средства, реализующие эти методики;
• использовать в практической работе автоматизированные электронные каталоги на технологическое оборудование для много- ассортиментных химических производств;
• применять полученные навыки при организации производства полупродуктов и красителей;
• использовать методы математического моделирования и оптими- зации для постановки и решения задач синтеза ГАПС;
• ставить и решать задачи оптимального функционирования ГАПС, их реконструкции и календарного планирования;
• использовать специальное программное обеспечение для расче- тов процессов и оборудования ГАПС.

1.3. Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения курса:

Высшая математика, физика, химия, гидравлика, термодинамика, про- цессы и аппараты химической технологии, физ.химия гетерогенных систем.

2. Содержание дисциплины

2.1. Наименование тем, их содержание, объем в часах каждого из видов аудиторных учебных занятий

I. Организация управления гибкими автоматизированными про- изводственными системами. Структура и функции автоматизированной системы управления технологическим процессом.

Лекции - 4 часов

Цели и задачи управления гибкими химико-технологическими систе- мами. Структура информационно-управляющей системы ГАПС. Структу- ра системы оперативного управления гибкой производственной сис- темой. Иерархия подсистем АСУ ТП. Управление процессом смены состояний аппаратов периодического действия. Управление взаимо- действием технологических аппаратов.

II.Календарное планирование работы ГАПС. Основы теории рас- писаний.

Лекции - 6 часов

Лабораторные занятия - 4 часов

Понятие о теории расписаний. Математические модели многопродуктовых химических производств. Выбор и обоснование критерия при решении зада- чи оптимального календарного планирования. Постановка задачи оптималь- ного календарного планирования. Подходы и алгоритмы решения задачи оп- тимального календарного планирования.

III. Учет проведения планово-предупредительных ремонтов обору- дования ХТС при формировании календарного плана выпуска продукции.

Лекции - 8 часов

Лабораторные занятия - 6 часа

Принципы формирования графика планово-предупредительных ремонтов оборудования на предприятиях химической промышленности. Основы системы технического обслуживания и ремонта. Принципы размещения ремонтных работ на базе существующего календарного плана выпуска продукции.

IV. Размещение новых технологических процессов на оборудовании действующих ХТС.

Лекции - 4 часов

Лабораторные занятия - 2 часа

Актуальность задачи о размещении новых технологических процессов на оборудовании действующих ХТС. Постановка задачи оптимальной реконст- рукции ХТС. Исходная информация для алгоритма размещения новых техно- логических процессов на оборудовании действующей ХТС. Этапы решения задачи: определение достаточности множества типов технологических ап- паратов; проверка соответствия технологической структуры производства продуктов аппаратурной структуре ХТС; проверка достаточности производи- тельности технологического оборудования. Подходы и алгоритмы решения задачи реконструкции.

V.Экспертные системы моделирования, синтеза, реконструкции и оп- тимизации функционирования ГАПС.

Лекции - 2 часа

Экспертные системы как объект оценки. Типы современных экспертных сис- тем. Принципы работы экспертных систем и примеры. Искусственный интел- лект: применение в химии. Средства разработки экспертных систем.

VI.Направления маркетинговых исследований и применение маркетин- га к календарному планированию многоассортиментных производств.

Лекции - 4 часа

Лабораторные занятия - 2 часа

Оценка емкости рынка и его сегментов. Получение информации о существу- ющих и потенциальных потребителях. Генерация идей о новых продуктах. Методы прогнозирования емкости рынка выпускаемой продукции.

2.2. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах

1. Построение графиков Гантта выпуска продукции и выбор оптимальной последовательности их выпуска - 4 часа.
2. Формирование первоначального календарного плана выпуска продукции на ХТС - 4 часов.
3. Расчет и размещение графика планово-предупредительных ре- монтов оборудования ХТС - 4 часов.
4. Прогнозирование емкости рынка выпускаемой продукции -2часа.

2.3.Курсовые работы

Курсовая работа N 2: "Формирование календарного плана вы- пуска продукции с учетом проведения графика планово-предупреди- тельных ремонтов оборудования".

Цель работы: закрепить знания и навыки формирования кален- дарного плана выпуска продукции и графика планово-предупреди- тельных ремонтов оборудования химико-технологических схем многоассортиментных производств.

Задачи работы:

• построить графики Гантта наработки продукции;
• выбрать оптимальную последовательность производства про- дукции на химико-технологической схеме;
• сформировать первоначальный календарный план выпуска про- дукции без учета проведения ремонтных работ;
• определить нормативные сроки проведения ремонтных работ оборудования на основании первого приближения календарного плана выпуска продукции;
• сформировать оптимальный календарный план выпуска продук- ции с учетом проведения графика планово-предупредительных ремон- тов.

Объем работы:

• формулировка задания, описание методики и математических моделей реализации этапов его выполнения- 6-8 стр.;
• эскизы графиков Гантта наработки продукции на химико-тех- нологической схеме - 3-5 стр.;
• расчет первого приближения календарного плана выпуска продукции и графика планово-предупредительных ремонтов оборудо- вания - 6-8 стр.;
• результаты формирования структуры календарного плана вы- пуска продукции с учетом проведения ремонтных работ оборудования - 3-4 стр.

2.4.Содержание индивидуальных занятий

Консультации по выполнению расчетно-графической работы, курсовых работ, прием лабораторных работ.

3. Учебно-методические материалы по дисциплине.

3.1.Основная литература

1. Кафаров В.В., Макаров В.В. Гибкие автоматизированные производс- твенные системы в химической промышленности.-М.,1990.-319 с.
2. Плановский А.Н., Гуревич Д.А. Аппаратура промышленности полупро- дуктов и красителей.-М.,1961.-504 с.
3. Лисицын В.Н. Химия и технология промежуточных продуктов.- М.,1987.-368 с.
4. Беркман Б.Е. Основы технологического проектирования производств органического синтеза. - М.,1970.-368 с.
5. Гуревич Д.А. Проектные исследоования химических производств. - М.,1976.-208 с.
6. Зайцев И.Д. Теория и методы автоматизированного проектирования химических производств. - Киев, 1981.-307 с.

3.2.Дополнительная литература

1. Кафаров В.В., Макаров В.В., Нгуен Суан Нгуен. Моделирование и оптимизация периодических процессов и систем химической техноло- гии // Итоги науки и техники: Процессы и аппараты химической технологии.- М., 1984.- Т.12.- С.3-97.
2. Кафаров В.В., Макаров В. В., Егоров А.Ф. Гибкие автоматизирован- ные производственные системы химической и смежных отраслей про- мышленности // Итоги науки и техники: Процессы и аппараты хими- ческой технологии.- М.,1988.-Т.16.-С.92-181.
3. Методы и алгоритмы решения задач дискретной математики в автома- тизированном проектировании: Учебное пособие / Бодров В.И., Дво- рецкий С.И.-Тамбов, 1988.-98 с.
4. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: В 2-х кн.-М.,1986.-Кн.2.-320 с.
5. Гаспарский В. Праксеологический анализ проектно-конструкторских разработок. - М.,1978.-172 с.
6. Григорьев Э.П. Теория и практика машинного проектирования объек- тов строительства. - М.,1974.-209 с.
7. Зайцев И.Д. Моделирование процессов автоматизированного химико- технологического проектирования. - Киев, 1976.-184 с.
8. СН 202-81. Инструкция о составе, порядке разработки, согласова- ние и утверждение проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений. - М., 1982.-72 с.
9. Трепенников Р.И. Проектирование цехов химических заводов.- М., 1984.-200 с.