基于试验设计和统计建模的化工工艺优化(上)

试验设计和统计建模在化工工艺优化领域中有着广泛的应用，随着计算机技术的飞速发展，其方法和理论在实践中又得到不断完善和发展。本文主要对试验设计和统计建模的基础理论知识做了较详尽的阐述，并运用试验设计和统计建模进行了两个不同化工工艺过程的优化研究。     

化工工艺的优化策略

随着中国工业经济的高速发展,化工工业也逐步迎来高速发展的时期,相关工艺技术越来越先进,生产效率逐步得到提高。但是为了有效提高化工企业的市场竞争力,必须做好工艺的优化工作,才能不断降低能耗,提高资源利用效率,实现化工企业的可持续发展。笔者从事化工企业生产管理工作多年的经验积累,分析了化工企业工艺优化的意义,简单介绍了化工工艺中常见的问题,并提出了几点优化措施。     

过程模拟优化在化工工艺设计中的应用研究

化工工艺设计是保证企业各方面效益的基础,运用过程模拟优化的方式,可以保证工艺设计的科学性。在本文中,首先阐述化工过程模拟优化的技术。然后结合具体的应用案例,分析过程模拟优化在化工工艺设计中的应用方式、效果。基于此,可以为相关人员提供参考,同时彰显过程模拟优化的价值,为提高化工工艺设计的效果提供保障。     

基于Taguchi和UDE试验设计的注塑工艺参数优化

基于Taguchi试验设计和均匀试验设计(UDE)方法,应用Moldflow对注塑过程进行模拟,对模拟结果分析处理,优化注塑工艺参数,并分析比较了Taguchi试验设计和UDE方法应用于注塑工艺优化的特点.结果表明,Taguchi试验设计和UDE均能满足注塑工艺优化的要求,但对多因素多水平试验,UDE方法试验次数较少,效率较高,优化结果较理想.     

基于MATLAB的化工工艺参数优化

采用MATLAB对二次回归组合设计试验得到的数学模型进行工艺参数优化。运行MATLAB程序,得到反映因素交互作用关系的响应面图;运用优化工具箱中的fmincon函数,并调用Object.m和Confun.com函数,从而得到优化结果。响应面图和优化结果对工艺的选择具有很好的指导作用。相比传统VC和VB语言程序,MATLAB具有的强大的矩阵运算能力、灵活的可编程能力、完美的三维图形输出能力及丰富的工具箱函数,使得测量数据简洁和节省编程时间,具有明显的优越性,可以广泛应用于工艺参数的优化。     

化工工艺的优化策略分析

首先对我国化工工艺现状进行分析,并在此基础上探讨化工工艺的有效优化策略。     

科技时代背景下化工工艺的优化策略分析

随着经济全球化的不断推进,世界经济形式开始发生变化,人们的生活理念也开始改变。绿色、环保、低碳的理念开始被越来越多的人接受。在这样的大背景下,社会和企业越来越注重对企业的材料消耗和浪费行为的关注。为了缓解资源的压力,我国各大化工企业开始不断地优化生产工艺,合理控制企业的生产成本,为市场提供更多优质的产品,为社会创造更大的经济效益和社会效益。因此针对科技时代背景下化工工艺生产的状况以及对化工工艺优化的具体策略展开了具体的分析。     

科技时代下化工工艺的优化策略分析

在科技时代背景下,各行业均取得较大进步,化工企业同样如此。但是在化工工艺上仍然存在一些问题,生产成本有所增多,企业经济效益受损。为了解决上述问题,各大化工企业需要针对相关问题进行分析,对化工工艺进行不断优化,因此,提出几点化工工艺优化策略,希望为化工企业提供一定的参考和建议。     

运用统计分析和机理分析建立模型优化化工工艺（上）

运用机理分析的方法开发了胜利炼油厂气体分离装置的工艺流程机理模型,进行了以节能为目标函数的模拟计算,提出了改进方案,并就部分方案进行了工业应用,年节能创新约合１８０万元。运用正交设计,均匀设计和统计分析的方法进行了三醋酸甘油酯合成工艺条件的优化研究以及水质稳定剂的配方优化研究,取得了较好的效果。     

基于化工工艺设计风险及防范措施研究

化工工艺设计是在化工工业中,提升化工生产效率、消除化工安全隐患的主要途径。通过化工工艺设计,能够优化工艺原料,选择合理的工艺设备,同时设计标准的化工生产流程,提升化工生产的可操作性与可执行性。但从目前的化工工艺设计结果来看,化工生产运行期间仍然存在着一定的安全风险,需要进一步优化化工工艺设计方案、调整生产线内容、优化流程。本文对化工工艺风险影响因素进行分析,并针对风险影响因素提出风险源分析、制定风险级别、优化工艺流程以及提升安全防护四个方面的化工工艺设计风险防范措施,提升化工生产安全性,提高化工工艺设计风险防范效果。     

基于正交实验的熔融沉积成型工艺参数的优化

采用商用聚乳酸（PLA）线材作为熔融沉积成型(FDM)打印材料,以拉伸强度和冲击强度为优化指标,设计正交试验,从分层厚度、打印速度、喷嘴温度、填充角度等元素探究成型工艺参数对FDM打印制件力学性能的影响。利用极差分析法,考察了各工艺参数对制件力学性能的影响情况,通过综合评分法和综合平衡法,获得了最优成型工艺参数组合并验证试验结果正确性。结果表明,分层厚度为0.3 mm,打印速度为90 mm/s,喷嘴温度为220 ℃,填充角度为45 °/45 °时,FDM制件的力学性能最优。     

基于多操作SMSA算法的化工过程优化

提出一种多操作单纯形．模拟退火混合算(SMSA)，采用附加扰动、随机产生、移位、平滑、边界取值等多种算子作为模拟退火的状态产生函数，增强了算法的全局搜索和局部趋化能力，提高了算法的优化性能。对化工过程的优化控制及Grierwangk函数的优化的数值仿真，以及与单一遗传算法和模拟退火算法的比较研究验证了所提出算法的有效性和优越性。     

基于渐进式正交试验的注塑工艺多目标优化

以冰箱抽屉为研究对象,针对注塑工艺的多目标优化问题,提出了一种渐进式正交试验方法。在分析首次试验结果的基础上设计了二次正交试验,并结合灰色关联法和极差分析法快速得到最佳工艺参数组合。试验结果表明:该方法能够有效降低制品的缩痕指数、体积收缩率和翘曲变形量,为提高制品的成型质量奠定了基础。     

Modeling and Optimization of Copper Flash Smelting Process Based on Neural Network

The copper flash smelting process neural network model (CFSPNNM) was developed, its input layer includes eightnodes: oxygen grade (OG), oxygen volume per ton of concentrate (OVPTC), flux rate (FR) and quantities of Cu, S, Fe, SiO2and MgO in copper concentrate; output layer includes three nodes: matte grade, matte temperature and Fe/SiO2 in slag, andnet structure was 8-13-10-3. Then, the internal relationship between the technological parameters and the objectiveparameters was built after the CFSPNNM was trained by using GA-BP algorithm. Moreover, the technological parameterswere optimized by using genetic algorithms (GA) to make energy consumption the lowest. Simulation results showed that theCFSPNNM had high prediction precision and good generalization performance. Compared with the practical average data, theenergy consumption can be reduced by 6.8% if the smelting process is controlled by adopting the optimized technologicalparameters.     

基于MATLAB在化工优化设计中的应用

结合化工优化计算的实例，着重介绍如何应用MATLAB7．0提供的优化工具箱来对线性规划及非线性规划模型进行求解。     

基于Moldflow与正交试验的变径管注塑工艺设计

利用Moldflow对变径管进行“流动+冷却+翘曲”模拟分析并结合正交实验分析了模具温度、熔体温度、充填时间、保压压力、保压时间工艺参数对变径管翘曲变形的影响,得到最佳注塑工艺参数组合.利用Moldflow验证最佳参数组合对翘曲的影响,对指导模具设计和生产提供依据,缩短模具开发周期,降低生产成本,提高注塑产品的质量.     

化工制药工艺优化工序针对性探究

近年来,随着药品流通日渐频繁,对化工制药提出了更严格的要求,其中尤以工艺要求为甚,需对工艺过程进行优化处理。结合目前国内化工制药企业的具体情况,需对制药工艺进行优化,以使药品制造符合我国国情。     

基于数学模型的活性污泥工艺优化设计

把活性污泥数学模型同数学上的最优化理论结合在一起,对A／O工艺进行优化设计,并将优化设计与传统设计法和试算法进行比较。优化法设计的出水水质在满足出水标准要求的前提下略有降低,但生物反应池的体积较传统设计法和试算法减小很多,建造投资费用和运行维护费用最小。