СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Аннотация

В статье рассматриваются способы решения инженерных задач при исследовании технологических процессов с использованием методов системного анализа. Суть этого метода заключается в исследовании технологии как кибернетической системы с оценкой «реакций» этой системы на внешние воздействия, формируемые в процессе активного эксперимента. При этом решение оптимизационных задач осуществляется аналитически.

Аналитическая оптимизация базируется на двух основных положениях. Полученные, в результате обработки экспериментальных данных и проверки статистических гипотез уравнения регрессии являются моделями, адекватно описывающими реальные процессы. Каждое из таких уравнений является алгебраической функцией нескольких переменных, к которому применимы методы математического анализа, в том числе исследование экстремумов функций в частных производных. Следующим шагом является разработка алгоритма процесса и разработка компьютерных программ, позволяющих осуществлять подбор состава и прогнозирование свойств продукта. В качестве инженерной интерпретации возможно построение оптимизированных номограмм, позволяющих решать как прямые, так и обратные задачи; то есть прогнозирование результата или выбор технологических факторов.

Описанные в статье методы исследования реализованы при изучении технологий ячеистого бетона, пенобетона, цементно-полимербетона и изделий из минеральной ваты и пеностекла. В качестве примера в статье рассматривается оптимизация подбора состава мелкозернистого бетона, армированного рубленым стеклянным волокном. Реализация разработанной методики позволила определить оптимальное значение определяющих параметров, включая расход волокна и пластификатора, а также сформировать методику изучения свойств изделий.