Методи побудови моделей та оптимізації режимів роботи хіміко-технологічної системи виробництва бензолу в нечіткому середовищі

The study object: the chemical engineering system for production of benzene and optimization of the system operation modes based on modeling. An approach to the effective solution of problems of optimization of operating modes of real chemical engineering systems was proposed. Since such systems are usually multicriterial and characterized by the fuzziness of initial information, an approach to the development of their models and optimization of their operating modes in a fuzzy environment was proposed. The essence of this approach lies in the construction of mathematical models and optimization of system operation modes based on the system analysis methodology using available information of deterministic, statistical, and fuzzy nature. Statements of the problems of optimization by means of chemical engineering systems in a fuzzy environment have been obtained by modifying various principles of optimality for working in a fuzzy environment. Based on a modification of the principles of maximin and Pareto optimality, a heuristic algorithm for solving the formulated optimization problem was proposed based on the use of knowledge and experience of decision-makers. The proposed method of model construction and an optimization algorithm were implemented in practice when constructing models of benzene and rectification columns of a chemical engineering system of production of benzene when formulating and solving the problem of optimizing their operation modes in a fuzzy environment. Analysis and comparison of optimization results allow us to conclude about the effectiveness of the proposed fuzzy approach to solving optimization problems in a fuzzy environment. As a result of optimization of the benzene production process, the benzene yield increased by 1.45 thousand t or by 1.1 %, the raffinate output volume increased by 0.4 thousand t in conditions of upholding constraints on benzene quality. The proposed approach makes it possible to assess the degree of upholding of fuzzy constraintsОбъектом исследования является химико-технологическая система производства бензола и оптимизация режимов ее работы на основе моделирования. Предложен подход к эффективному решению задач оптимизации режимов работы реальных химико-технологических систем. Так как такие системы обычно являются многокритериальными и характеризуются нечеткостью исходной информации, предложен подход к разработке их моделей и оптимизации их режимов работы в нечеткой среде. Сущность этого подхода заключается в построении математических моделей и оптимизации режимов работы систем на основе методологии системного анализа с использованием доступной информации детерминированного, статистического и нечеткого характера. Путем модификации различных принципов оптимальности для работы в нечеткой среде получены постановки задач оптимизации химико-технологическими системами в нечеткой среде. На основе модификации принципов максимина и Парето оптимальности предложен эвристический алгоритм решения сформулированной задачи оптимизации, основанный на использовании знания и опыта лица, принимающего решения. Предложенный метод построения модели и алгоритм оптимизации реализованы на практике при построении моделей бензольной и ректификационной колонн химико-технологической системы производства бензола, при постановке и решении задачи оптимизации режимов их работы в нечеткой среде. Анализ и сравнение результатов оптимизации позволяют сделать вывод об эффективности предложенного нечеткого подхода к решению задач оптимизации в нечеткой среде. В результате оптимизации процесса производства бензола выход увеличился на 1,45 тыс. тонн или на 1,1 %, объем рафинада  на 0,4 тыс. тонн, в условиях выполнения нечетких ограничений на качество бензола. Предлагаемый подход позволяет оценить степени выполнения нечетких ограниченийОб'єктом дослідження є хіміко-технологічна система виробництва бензолу та оптимізація режимів її роботи на основі моделювання. Запропоновано підхід до ефективного вирішення завдань оптимізації режимів роботи реальних хіміко-технологічних систем. Так як такі системи зазвичай є багатокритеріальними та характеризуються нечіткістю вихідної інформації, запропоновано підхід до розробки їх моделей та оптимізації їх режимів роботи в нечіткому середовищі. Сутність цього підходу полягає в побудові математичних моделей та оптимізації режимів роботи систем на основі методології системного аналізу з використанням доступної інформації детермінованого, статистичного та нечіткого характеру. Шляхом модифікації різних принципів оптимальності для роботи в нечіткому середовищі отримані постановки задач оптимізації хіміко-технологічними системами в нечіткому середовищі. На основі модифікації принципів максимина та Парето оптимальності запропонований евристичний алгоритм вирішення сформульованої задачі оптимізації, заснований на використанні знання та досвіду особи, яка приймає рішення. Запропонований метод побудови моделі та алгоритм оптимізації реалізовані на практиці при побудові моделей бензольної та ректифікаційної колон хіміко-технологічної системи виробництва бензолу, при постановці та вирішенні задачі оптимізації режимів їх роботи в нечіткому середовищі. Аналіз і порівняння результатів оптимізації дозволяють зробити висновок про ефективність запропонованого нечіткого підходу до вирішення завдань оптимізації в нечіткому середовищі. В результаті оптимізації процесу виробництва бензолу вихід збільшився на 1,45 тис. тонн або на 1,1 %, обсяг рафінаду на 0,4 тис. тонн, в умовах виконання нечітких обмежень на якість бензолу. Пропонований підхід дозволяє оцінити ступінь виконання нечітких обмежен

Методи побудови моделей та оптимізації режимів роботи хіміко-технологічної системи виробництва бензолу в нечіткому середовищі

The study object: the chemical engineering system for production of benzene and optimization of the system operation modes based on modeling. An approach to the effective solution of problems of optimization of operating modes of real chemical engineering systems was proposed. Since such systems are usually multicriterial and characterized by the fuzziness of initial information, an approach to the development of their models and optimization of their operating modes in a fuzzy environment was proposed. The essence of this approach lies in the construction of mathematical models and optimization of system operation modes based on the system analysis methodology using available information of deterministic, statistical, and fuzzy nature. Statements of the problems of optimization by means of chemical engineering systems in a fuzzy environment have been obtained by modifying various principles of optimality for working in a fuzzy environment. Based on a modification of the principles of maximin and Pareto optimality, a heuristic algorithm for solving the formulated optimization problem was proposed based on the use of knowledge and experience of decision-makers. The proposed method of model construction and an optimization algorithm were implemented in practice when constructing models of benzene and rectification columns of a chemical engineering system of production of benzene when formulating and solving the problem of optimizing their operation modes in a fuzzy environment. Analysis and comparison of optimization results allow us to conclude about the effectiveness of the proposed fuzzy approach to solving optimization problems in a fuzzy environment. As a result of optimization of the benzene production process, the benzene yield increased by 1.45 thousand t or by 1.1 %, the raffinate output volume increased by 0.4 thousand t in conditions of upholding constraints on benzene quality. The proposed approach makes it possible to assess the degree of upholding of fuzzy constraintsОбъектом исследования является химико-технологическая система производства бензола и оптимизация режимов ее работы на основе моделирования. Предложен подход к эффективному решению задач оптимизации режимов работы реальных химико-технологических систем. Так как такие системы обычно являются многокритериальными и характеризуются нечеткостью исходной информации, предложен подход к разработке их моделей и оптимизации их режимов работы в нечеткой среде. Сущность этого подхода заключается в построении математических моделей и оптимизации режимов работы систем на основе методологии системного анализа с использованием доступной информации детерминированного, статистического и нечеткого характера. Путем модификации различных принципов оптимальности для работы в нечеткой среде получены постановки задач оптимизации химико-технологическими системами в нечеткой среде. На основе модификации принципов максимина и Парето оптимальности предложен эвристический алгоритм решения сформулированной задачи оптимизации, основанный на использовании знания и опыта лица, принимающего решения. Предложенный метод построения модели и алгоритм оптимизации реализованы на практике при построении моделей бензольной и ректификационной колонн химико-технологической системы производства бензола, при постановке и решении задачи оптимизации режимов их работы в нечеткой среде. Анализ и сравнение результатов оптимизации позволяют сделать вывод об эффективности предложенного нечеткого подхода к решению задач оптимизации в нечеткой среде. В результате оптимизации процесса производства бензола выход увеличился на 1,45 тыс. тонн или на 1,1 %, объем рафинада  на 0,4 тыс. тонн, в условиях выполнения нечетких ограничений на качество бензола. Предлагаемый подход позволяет оценить степени выполнения нечетких ограниченийОб'єктом дослідження є хіміко-технологічна система виробництва бензолу та оптимізація режимів її роботи на основі моделювання. Запропоновано підхід до ефективного вирішення завдань оптимізації режимів роботи реальних хіміко-технологічних систем. Так як такі системи зазвичай є багатокритеріальними та характеризуються нечіткістю вихідної інформації, запропоновано підхід до розробки їх моделей та оптимізації їх режимів роботи в нечіткому середовищі. Сутність цього підходу полягає в побудові математичних моделей та оптимізації режимів роботи систем на основі методології системного аналізу з використанням доступної інформації детермінованого, статистичного та нечіткого характеру. Шляхом модифікації різних принципів оптимальності для роботи в нечіткому середовищі отримані постановки задач оптимізації хіміко-технологічними системами в нечіткому середовищі. На основі модифікації принципів максимина та Парето оптимальності запропонований евристичний алгоритм вирішення сформульованої задачі оптимізації, заснований на використанні знання та досвіду особи, яка приймає рішення. Запропонований метод побудови моделі та алгоритм оптимізації реалізовані на практиці при побудові моделей бензольної та ректифікаційної колон хіміко-технологічної системи виробництва бензолу, при постановці та вирішенні задачі оптимізації режимів їх роботи в нечіткому середовищі. Аналіз і порівняння результатів оптимізації дозволяють зробити висновок про ефективність запропонованого нечіткого підходу до вирішення завдань оптимізації в нечіткому середовищі. В результаті оптимізації процесу виробництва бензолу вихід збільшився на 1,45 тис. тонн або на 1,1 %, обсяг рафінаду на 0,4 тис. тонн, в умовах виконання нечітких обмежень на якість бензолу. Пропонований підхід дозволяє оцінити ступінь виконання нечітких обмежен

Methods of Constructing Models and Optimizing the Operating Modes of A Chemical Engineering System for the Production of Benzene in A Fuzzy Environment

The study object: the chemical engineering system for production of benzene and optimization of the system operation modes based on modeling. An approach to the effective solution of problems of optimization of operating modes of real chemical engineering systems was proposed. Since such systems are usually multicriterial and characterized by the fuzziness of initial information, an approach to the development of their models and optimization of their operating modes in a fuzzy environment was proposed. The essence of this approach lies in the construction of mathematical models and optimization of system operation modes based on the system analysis methodology using available information of deterministic, statistical, and fuzzy nature. Statements of the problems of optimization by means of chemical engineering systems in a fuzzy environment have been obtained by modifying various principles of optimality for working in a fuzzy environment. Based on a modification of the principles of maximin and Pareto optimality, a heuristic algorithm for solving the formulated optimization problem was proposed based on the use of knowledge and experience of decision-makers. The proposed method of model construction and an optimization algorithm were implemented in practice when constructing models of benzene and rectification columns of a chemical engineering system of production of benzene when formulating and solving the problem of optimizing their operation modes in a fuzzy environment. Analysis and comparison of optimization results allow us to conclude about the effectiveness of the proposed fuzzy approach to solving optimization problems in a fuzzy environment. As a result of optimization of the benzene production process, the benzene yield increased by 1.45 thousand t or by 1.1 %, the raffinate output volume increased by 0.4 thousand t in conditions of upholding constraints on benzene quality. The proposed approach makes it possible to assess the degree of upholding of fuzzy constraint