Подсистема природоохранной стратегии

Экологическая безопасность и ресурсосбережение — это выявление приоритетных загрязнений окружающей среды, минимизация их и оценка ХТС на соответствие критериям мало- и безотходных технологий. Таким образом, производственные процессы характеризуются большим разнообразием выпускаемой продукции и сложностью. Общим признаком этих процессов является то, что для превращения исходного сырья (отдельных компонентов) в шихту или полупродуктов в целевой конечный продукт необходимо большое число функционально разных ступеней подготовки и переработки. Для целенаправленного осуществления этих технологий требуются разные виды энергии, вспомогательных веществ и информации о параметрах процесса.

В системном анализе принято деление параметров на входные, управляющие, возмущающие и выходные. Можно установить влияние характера взаимодействий разных фаз системы Т—Т; Ж—Т; Г—Т и т.п. на количество и состав промышленных выбросов, качество изделий, срок службы оборудования и т.д. Например, взаимодействия порошковой или гранулированной шихты, расплава и твердых отходов, режимных параметров оборудования и др.

Для этого графически исходную технологическую линию представляют в виде блок-схемы -прямоугольника, ограничивающего систему, содержащую от двух до шести прямоугольников — подсистем. В подсистему входят несколько операторов, отражающих сущность технологической операции или операций, выполняемых в машине или агрегате. Границы оператора совпадают с границами такой машины или операции. Операторсодержит один или несколько процессоров, под которыми, в том числе, понимают физико-химические процессы. Связи между операторами выражают в виде линий материальных потоков. Примеры изображения типовых процессоров представлены на рисунках 2.4.

Рис.2.4. 1- Соединение без сохранения поверхности раздела исходных компонентов

Рис.2.4. 2- Соединение с сохранением поверхности раздела исходных компонентов исходной шихты (смешение)

Рис.2.4. 3 –Уплотнение (компактиравание) шихты с частичным сохранением поверхности раздела исходных компонентов

Рис. 2.4. 4 –Компактирование шихты без сохранения поверхности раздела компонентов при высоком давлении пресования

Рис. 2.4.5 - Дробление

Рис.2.4. 6- Комплекс физических, химических, тепло- и массообменных процессов

Рис.2.4. 7- Формование;

8 – Термообработка;

9- Изменение агрегатного состояния;

10 - Дозирование

Рис.2.4.11- Перемешивание шихты без изменения агрегатного состояния

Рис.2.4.12- Разделение (классификация)

Рис.2.4. 13- Вторичное использование (рекуперация) теплоты

Рис.2.4. 14- Формование пучка волокон;

15- Соединение пучка волокон в нить

Анализ операторной модели линии, целей подсистем и их параметров должен показать, что работу всей системы определяют подсистемы образования компактированной шихты и стекломассы. При их исследовании и функциональном анализе целесообразно рассматривать систему не машин и аппаратов, а протекающих в них процессов. Технологический процесс может быть представлен как преобразование множества входов (исходное состояние шихты) в множества выходов (промежуточное или конечное состояние изделия). Сложный характер взаимосвязей элементов подсистем может быть выявлен при использовании статистических методов планирования эксперимента и вычислительной техники.

Синтез и анализ ТС

Результаты системного анализа можно использовать для разных целей: сбора информации о процессах и структуре связей между элементами и подсистемами в зависимости от технологических и конструкционных параметров систем, составления топологических моделей, многофакторных экспериментов в производственных условиях. При синтезе новых технологических схем, обеспечивающих работу линии в оптимальном режиме по эколого-экономическим показателям.

Производство ПМ состоит из множества процессов, на которые влияет огромное количество факторов. При оптимизации таких процессов с помощью многофакторного эксперимента используют априорное ранжирование факторов и определяют их уровни. Важно правильно выбрать критерий оптимизации. Например, качество изделия экологическую безопасность процесса или материала комплексность применения сырьевых вторичных и энергетических ресурсов стабильность процессов протекающих в подсистемах и т. д. Таких критериев может быть несколько, и они определяются конкретными условиями производства.

Выбранный критерий оптимизации связывает существенные факторы в математическую модель (полином). Применяя статистические методы планирования эксперимента в зависимости от цели работы минимизируют или максимизируют критерий оптимизации. Например, определяют минимум предельно допустимых выбросов (ПДВ) по целевому или токсичному компоненту или максимум возвратных или попутных вторичных материальных ресурсов (ВМР), применяемых как основной ингредиент смеси при сохранении стабильности комплексного показателя качества изделий. Причем в качестве управляющих факторов могут использоваться параметры разных подсистем: влажность порошковой шихты или гранул, плотность и прочность гранул, режимные характеристики оборудования выбросы (сбросы) в биосферу, здоровье человека и т.д.