化工過(guò)程分析與合成Ch1

1、緒緒 論論1.1 1.1 化工過(guò)程化工過(guò)程1.2 1.2 化工過(guò)程生產(chǎn)操作控制化工過(guò)程生產(chǎn)操作控制1.3 1.3 化工過(guò)程的分析與合成化工過(guò)程的分析與合成1.4 1.4 化工過(guò)程模擬系統(tǒng)化工過(guò)程模擬系統(tǒng)1.5 1.5 化工企業(yè)化工企業(yè)CIPSCIPS技術(shù)技術(shù)1.6 1.6 人工智能技術(shù)在化工過(guò)程中的應(yīng)用人工智能技術(shù)在化工過(guò)程中的應(yīng)用1.7 1.7 本教材的目的與內(nèi)容本教材的目的與內(nèi)容課程背景 二戰(zhàn)后，化工高等教育出現(xiàn)了兩大流派和傾向。二戰(zhàn)后，化工高等教育出現(xiàn)了兩大流派和傾向。 西方發(fā)達(dá)國(guó)家，隨著化工熱力學(xué)、傳遞過(guò)程原理、西方發(fā)達(dá)國(guó)家，隨著化工熱力學(xué)、傳遞過(guò)程原理、反應(yīng)工程與化工系統(tǒng)工程知識(shí)的系

2、統(tǒng)化、理論化，反應(yīng)工程與化工系統(tǒng)工程知識(shí)的系統(tǒng)化、理論化，突出了化學(xué)工程科學(xué)分類(lèi)知識(shí)的教育，對(duì)工程師突出了化學(xué)工程科學(xué)分類(lèi)知識(shí)的教育，對(duì)工程師面對(duì)的實(shí)際問(wèn)題反而注意不夠面對(duì)的實(shí)際問(wèn)題反而注意不夠 在前蘇聯(lián)和東歐各國(guó)，則出現(xiàn)了專(zhuān)業(yè)劃分過(guò)細(xì)，在前蘇聯(lián)和東歐各國(guó)，則出現(xiàn)了專(zhuān)業(yè)劃分過(guò)細(xì)，所培養(yǎng)的高級(jí)人才缺乏生命力的落后局面。所培養(yǎng)的高級(jí)人才缺乏生命力的落后局面。 在我國(guó)，一方面由于受前蘇聯(lián)的影響，專(zhuān)業(yè)劃分在我國(guó)，一方面由于受前蘇聯(lián)的影響，專(zhuān)業(yè)劃分過(guò)細(xì)，人才適應(yīng)能力差的問(wèn)題早已暴露無(wú)遺；過(guò)細(xì)，人才適應(yīng)能力差的問(wèn)題早已暴露無(wú)遺； 另一方面，化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)又因循西方的模式，過(guò)另一方面，化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)又因循西方的

3、模式，過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)科性，忽視化學(xué)工程與技術(shù)問(wèn)題的綜合分強(qiáng)調(diào)學(xué)科性，忽視化學(xué)工程與技術(shù)問(wèn)題的綜合性與實(shí)踐性。性與實(shí)踐性。 工程師的基本任務(wù)和能力就是綜合，工程工程師的基本任務(wù)和能力就是綜合，工程師的創(chuàng)造性也主要通過(guò)綜合來(lái)體現(xiàn)。師的創(chuàng)造性也主要通過(guò)綜合來(lái)體現(xiàn)。反應(yīng)B+C精餾ABB反應(yīng)分離CEC+DDC 實(shí)際工業(yè)過(guò)程與假想過(guò)程的差異實(shí)際工業(yè)過(guò)程與假想過(guò)程的差異由乙烯直接水合連續(xù)生產(chǎn)乙醇：由于原料中的雜質(zhì)以及所發(fā)生的副反應(yīng)等，實(shí)際工業(yè)過(guò)程往往比假想過(guò)程復(fù)雜很多。假想過(guò)程實(shí)際過(guò)程實(shí)際過(guò)程在工藝生產(chǎn)上，對(duì)物料流進(jìn)行物理或在工藝生產(chǎn)上，對(duì)物料流進(jìn)行物理或化學(xué)的加工工藝稱(chēng)作過(guò)程工藝?；瘜W(xué)的加工工藝稱(chēng)作過(guò)程工藝。

4、z化工過(guò)程化工過(guò)程z冶金過(guò)程冶金過(guò)程z石油煉制過(guò)程石油煉制過(guò)程z醫(yī)藥生產(chǎn)過(guò)程醫(yī)藥生產(chǎn)過(guò)程化工過(guò)程是以天然物料為原料經(jīng)過(guò)化工過(guò)程是以天然物料為原料經(jīng)過(guò)物理或化學(xué)的加工制成產(chǎn)品的過(guò)程。物理或化學(xué)的加工制成產(chǎn)品的過(guò)程。v原料制備原料制備v化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)v產(chǎn)品分離產(chǎn)品分離 包括包括 合成、氧化、加氫、裂解、電解質(zhì)溶液反應(yīng)等合成、氧化、加氫、裂解、電解質(zhì)溶液反應(yīng)等單元過(guò)程由被處理的物單元過(guò)程由被處理的物料流聯(lián)接起來(lái)，構(gòu)成化工過(guò)料流聯(lián)接起來(lái)，構(gòu)成化工過(guò)程生產(chǎn)工藝流程程生產(chǎn)工藝流程 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 換熱過(guò)程換熱過(guò)程 分離過(guò)程分離過(guò)程 化工過(guò)程的核心部分化工過(guò)程的核心部分 催化反應(yīng)過(guò)程催化反應(yīng)過(guò)程

5、 熱裂解反應(yīng)過(guò)程熱裂解反應(yīng)過(guò)程 電解質(zhì)溶液離子反應(yīng)過(guò)程電解質(zhì)溶液離子反應(yīng)過(guò)程 生化反應(yīng)過(guò)程生化反應(yīng)過(guò)程 .催化反應(yīng)過(guò)程催化反應(yīng)過(guò)程 合成反應(yīng)合成反應(yīng)：合成氨、合成甲醇等的反應(yīng)過(guò)程合成氨、合成甲醇等的反應(yīng)過(guò)程； 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)：萘氧化制苯酐、乙烯氧化制環(huán)氧乙烯萘氧化制苯酐、乙烯氧化制環(huán)氧乙烯等的反應(yīng)過(guò)程；等的反應(yīng)過(guò)程； 脫氫反應(yīng)脫氫反應(yīng)：乙苯脫氫制苯乙烯的反應(yīng)過(guò)程；乙苯脫氫制苯乙烯的反應(yīng)過(guò)程； 裂化反應(yīng)：裂化反應(yīng)：重質(zhì)油催化裂化制輕質(zhì)油的反應(yīng)過(guò)程；重質(zhì)油催化裂化制輕質(zhì)油的反應(yīng)過(guò)程； 烷基化反應(yīng)烷基化反應(yīng)：乙烯與苯的烷基化制乙苯的反應(yīng)過(guò)乙烯與苯的烷基化制乙苯的反應(yīng)過(guò)程；程； 加氫裂化反應(yīng)加氫裂化

6、反應(yīng)：正庚烷加氫裂化制丙烷和丁烷的正庚烷加氫裂化制丙烷和丁烷的反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)過(guò)程熱裂解反應(yīng)過(guò)程熱裂解反應(yīng)過(guò)程 煤干餾生成焦碳、煤焦油、焦?fàn)t煤氣的反應(yīng)過(guò)程；煤干餾生成焦碳、煤焦油、焦?fàn)t煤氣的反應(yīng)過(guò)程； 輕油裂解制乙烯的反應(yīng)過(guò)程輕油裂解制乙烯的反應(yīng)過(guò)程電解質(zhì)溶液反應(yīng)過(guò)程電解質(zhì)溶液反應(yīng)過(guò)程各種無(wú)機(jī)鹽生產(chǎn)以及氨堿法制堿的反應(yīng)過(guò)程各種無(wú)機(jī)鹽生產(chǎn)以及氨堿法制堿的反應(yīng)過(guò)程生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程發(fā)酵法生產(chǎn)氨基酸、有機(jī)醇、酮等的反應(yīng)過(guò)程發(fā)酵法生產(chǎn)氨基酸、有機(jī)醇、酮等的反應(yīng)過(guò)程 換熱器與換熱物流構(gòu)成了換熱網(wǎng)絡(luò)換熱器與換熱物流構(gòu)成了換熱網(wǎng)絡(luò) 合理的設(shè)計(jì)，能充分回收過(guò)程系統(tǒng)中的熱量或合理的設(shè)計(jì)，能充分回收過(guò)程

7、系統(tǒng)中的熱量或冷量冷量 以最大限度的節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的設(shè)備投資、以最大限度的節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的設(shè)備投資、良好的操作適應(yīng)性為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最佳的良好的操作適應(yīng)性為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最佳的換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，是化工過(guò)程系統(tǒng)綜合研換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，是化工過(guò)程系統(tǒng)綜合研究的一項(xiàng)典型的事例。究的一項(xiàng)典型的事例。 非均一系非均一系 氣固相分離：沉降、過(guò)濾、濕法除塵、電除塵氣固相分離：沉降、過(guò)濾、濕法除塵、電除塵 液固相分離：過(guò)濾、干燥、沉降液固相分離：過(guò)濾、干燥、沉降 均一系均一系 氣相分離：吸附、吸收、膜分離氣相分離：吸附、吸收、膜分離 液相分離：蒸餾與精餾、蒸發(fā)、結(jié)晶、氣提、液相分離：蒸餾與精餾、蒸發(fā)、結(jié)晶、氣提、 萃取、膜分離等萃取

8、、膜分離等 化工過(guò)程生產(chǎn)操作工況的調(diào)節(jié)，主要是化工過(guò)程生產(chǎn)操作工況的調(diào)節(jié)，主要是對(duì)物料流溫度、壓力、流量、液位、組對(duì)物料流溫度、壓力、流量、液位、組成等操作參數(shù)的調(diào)節(jié)成等操作參數(shù)的調(diào)節(jié)采用基地式控制儀表實(shí)施單輸入、采用基地式控制儀表實(shí)施單輸入、單輸出的簡(jiǎn)單回路控制單輸出的簡(jiǎn)單回路控制保持生產(chǎn)工況平穩(wěn)保持生產(chǎn)工況平穩(wěn) 出現(xiàn)了單元組合式控制儀表，從簡(jiǎn)單控出現(xiàn)了單元組合式控制儀表，從簡(jiǎn)單控制回路發(fā)展了串級(jí)、前饋補(bǔ)償?shù)瓤刂葡抵苹芈钒l(fā)展了串級(jí)、前饋補(bǔ)償?shù)瓤刂葡到y(tǒng)統(tǒng) 特點(diǎn)為各個(gè)控制回特點(diǎn)為各個(gè)控制回路都是相互獨(dú)立的路都是相互獨(dú)立的 當(dāng)某一控制回路出當(dāng)某一控制回路出現(xiàn)故障時(shí)，不致影現(xiàn)故障時(shí)，不致影響其他回路

9、的正常響其他回路的正常工作，系統(tǒng)的可靠工作，系統(tǒng)的可靠性易于得到保障性易于得到保障 對(duì)于規(guī)模范圍較大對(duì)于規(guī)模范圍較大被控參數(shù)較多的對(duì)被控參數(shù)較多的對(duì)象來(lái)說(shuō)，較多的控象來(lái)說(shuō)，較多的控制回路需要相應(yīng)設(shè)制回路需要相應(yīng)設(shè)置較多的硬件。置較多的硬件。 分散控制，難于實(shí)分散控制，難于實(shí)現(xiàn)總體優(yōu)化的控制現(xiàn)總體優(yōu)化的控制方案。方案。化工過(guò)程向著大型化、連續(xù)化發(fā)展化工過(guò)程向著大型化、連續(xù)化發(fā)展要求檢測(cè)、控制的生產(chǎn)操作參數(shù)數(shù)量很要求檢測(cè)、控制的生產(chǎn)操作參數(shù)數(shù)量很多，并需要更優(yōu)良的控制質(zhì)量多，并需要更優(yōu)良的控制質(zhì)量計(jì)算機(jī)應(yīng)用迅速的滲入各個(gè)領(lǐng)域，過(guò)程計(jì)算機(jī)應(yīng)用迅速的滲入各個(gè)領(lǐng)域，過(guò)程控制也開(kāi)始了應(yīng)用計(jì)算機(jī)的嘗試控制也

10、開(kāi)始了應(yīng)用計(jì)算機(jī)的嘗試計(jì)算機(jī)用于化工過(guò)程控計(jì)算機(jī)用于化工過(guò)程控制，可以把各個(gè)控制回制，可以把各個(gè)控制回路的運(yùn)算、控制、顯示路的運(yùn)算、控制、顯示都集中于計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)都集中于計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)這種集中控制可以大大這種集中控制可以大大的節(jié)省硬件成本，便于的節(jié)省硬件成本，便于同時(shí)分析各個(gè)控制回路同時(shí)分析各個(gè)控制回路的信息，為實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的信息，為實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的優(yōu)化控制提供了條件的優(yōu)化控制提供了條件一旦發(fā)生計(jì)算機(jī)故障則將一旦發(fā)生計(jì)算機(jī)故障則將出現(xiàn)全控制系統(tǒng)癱瘓的危出現(xiàn)全控制系統(tǒng)癱瘓的危險(xiǎn)險(xiǎn)隨著化工裝置規(guī)模的增大，被控對(duì)象參數(shù)，控隨著化工裝置規(guī)模的增大，被控對(duì)象參數(shù)，控制回路的增多，為了滿足對(duì)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)應(yīng)制回路

11、的增多，為了滿足對(duì)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)應(yīng)具備高度可靠性和靈活性的要求具備高度可靠性和靈活性的要求把計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)、圖像顯把計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)、圖像顯示技術(shù)等集成為一體化的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)示技術(shù)等集成為一體化的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)集散系統(tǒng)吸取了分散系統(tǒng)和集中系統(tǒng)兩者的優(yōu)集散系統(tǒng)吸取了分散系統(tǒng)和集中系統(tǒng)兩者的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)管理、操作、管理、操作、CRT三方面的集中三方面的集中：功能分散、負(fù)荷分散和危險(xiǎn)分散功能分散、負(fù)荷分散和危險(xiǎn)分散 克服了分散系統(tǒng)難于實(shí)現(xiàn)全局系統(tǒng)控制克服了分散系統(tǒng)難于實(shí)現(xiàn)全局系統(tǒng)控制的缺點(diǎn)的缺點(diǎn) 克服了集中系統(tǒng)的危險(xiǎn)集中克服了集中系統(tǒng)的危險(xiǎn)集中美國(guó)美國(guó)Honeywell公司

12、的公司的TDC-3000Foxboro公司的公司的SPECTRUMFisher公司的公司的PROVOXBailey公司的公司的NETWORK90Taylor公司的公司的MOD-300日本橫河公司的日本橫河公司的CENTUM向擴(kuò)大應(yīng)用覆蓋面方向發(fā)展向擴(kuò)大應(yīng)用覆蓋面方向發(fā)展向管控一體化方向發(fā)展向管控一體化方向發(fā)展產(chǎn)品向開(kāi)放化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展產(chǎn)品向開(kāi)放化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展向現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展向現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展60年代初，在年代初，在化學(xué)工程、系統(tǒng)工程、運(yùn)籌學(xué)、數(shù)化學(xué)工程、系統(tǒng)工程、運(yùn)籌學(xué)、數(shù)值計(jì)算方法、過(guò)程控制論值計(jì)算方法、過(guò)程控制論等學(xué)科邊緣，產(chǎn)生等學(xué)科邊緣，產(chǎn)生了過(guò)程系統(tǒng)工程，也稱(chēng)化工過(guò)程系統(tǒng)工程了

13、過(guò)程系統(tǒng)工程，也稱(chēng)化工過(guò)程系統(tǒng)工程任務(wù)任務(wù):以系統(tǒng)工程的思想、方法，解決化工過(guò)程系以系統(tǒng)工程的思想、方法，解決化工過(guò)程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、操作、控制等問(wèn)題，統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、操作、控制等問(wèn)題，系統(tǒng)工程的分析與合成系統(tǒng)工程的分析與合成實(shí)施化工過(guò)程分析、合成的手段是運(yùn)算描述過(guò)程實(shí)施化工過(guò)程分析、合成的手段是運(yùn)算描述過(guò)程系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，這種模型的運(yùn)算稱(chēng)作化工系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，這種模型的運(yùn)算稱(chēng)作化工過(guò)程系統(tǒng)模擬過(guò)程系統(tǒng)模擬分析是在思想中把事物分析是在思想中把事物分解為各個(gè)屬性，部分，分解為各個(gè)屬性，部分，方面方面綜合是在思想中把事物的綜合是在思想中把事物的各個(gè)屬性，部分，方面結(jié)各個(gè)屬性，部分，方面結(jié)合起來(lái)合

14、起來(lái)兩者彼此相反而又相互聯(lián)系兩者彼此相反而又相互聯(lián)系分析與綜合貫穿于思維的整個(gè)過(guò)程分析與綜合貫穿于思維的整個(gè)過(guò)程只有對(duì)事物內(nèi)部矛盾的各個(gè)方面進(jìn)行具體分析，只有對(duì)事物內(nèi)部矛盾的各個(gè)方面進(jìn)行具體分析，再綜合起來(lái)把握其矛盾的總體，才能真正深再綜合起來(lái)把握其矛盾的總體，才能真正深入到事物的本質(zhì)，把握事物發(fā)展的規(guī)律入到事物的本質(zhì)，把握事物發(fā)展的規(guī)律主要是分析過(guò)程系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制、影響因主要是分析過(guò)程系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制、影響因素、過(guò)程模型的數(shù)學(xué)描述、目標(biāo)函數(shù)的建素、過(guò)程模型的數(shù)學(xué)描述、目標(biāo)函數(shù)的建立、優(yōu)惠工況下的最佳操作參數(shù)立、優(yōu)惠工況下的最佳操作參數(shù)目標(biāo)是使決擇方案，技術(shù)上先進(jìn)、可行，目標(biāo)是使決擇方案，技術(shù)上

15、先進(jìn)、可行，經(jīng)濟(jì)上優(yōu)越、合理經(jīng)濟(jì)上優(yōu)越、合理對(duì)于操作工況的分析也就是通常說(shuō)的生產(chǎn)對(duì)于操作工況的分析也就是通常說(shuō)的生產(chǎn)操作調(diào)優(yōu)操作調(diào)優(yōu)包括：反應(yīng)路徑合成；換熱網(wǎng)絡(luò)合成；分包括：反應(yīng)路徑合成；換熱網(wǎng)絡(luò)合成；分離序列合成；過(guò)程控制系統(tǒng)合成；離序列合成；過(guò)程控制系統(tǒng)合成；解決由各個(gè)單元過(guò)程合成總體過(guò)程系統(tǒng)的解決由各個(gè)單元過(guò)程合成總體過(guò)程系統(tǒng)的任務(wù)任務(wù)由于化工過(guò)程系統(tǒng)的復(fù)雜性，這類(lèi)優(yōu)化問(wèn)由于化工過(guò)程系統(tǒng)的復(fù)雜性，這類(lèi)優(yōu)化問(wèn)題常是具有非線性、奇異、有約束、多極題常是具有非線性、奇異、有約束、多極值等現(xiàn)象，近年來(lái)出現(xiàn)的模擬退火法和進(jìn)值等現(xiàn)象，近年來(lái)出現(xiàn)的模擬退火法和進(jìn)化算法化算法本世紀(jì)初期，由實(shí)驗(yàn)室到中間廠

16、逐級(jí)放大的本世紀(jì)初期，由實(shí)驗(yàn)室到中間廠逐級(jí)放大的經(jīng)驗(yàn)辦法經(jīng)驗(yàn)辦法30年代，以相似論為基礎(chǔ)得出準(zhǔn)數(shù)方程的辦年代，以相似論為基礎(chǔ)得出準(zhǔn)數(shù)方程的辦法。建立數(shù)學(xué)模型的模擬放大法法。建立數(shù)學(xué)模型的模擬放大法50年代后期，數(shù)學(xué)模擬?；旧辖鉀Q了大部年代后期，數(shù)學(xué)模擬。基本上解決了大部分單元過(guò)程的開(kāi)發(fā)放大問(wèn)題分單元過(guò)程的開(kāi)發(fā)放大問(wèn)題特點(diǎn)：模型中不包括時(shí)間參數(shù)，即把過(guò)程中的各特點(diǎn)：模型中不包括時(shí)間參數(shù)，即把過(guò)程中的各種因素都看成是不隨時(shí)間而變化的種因素都看成是不隨時(shí)間而變化的在大規(guī)模連續(xù)化的工藝流程中，穩(wěn)態(tài)是不存在的在大規(guī)模連續(xù)化的工藝流程中，穩(wěn)態(tài)是不存在的穩(wěn)態(tài)模擬是對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程到達(dá)平穩(wěn)狀態(tài)的一種簡(jiǎn)化穩(wěn)態(tài)模擬是

17、對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程到達(dá)平穩(wěn)狀態(tài)的一種簡(jiǎn)化處理，這種處理是很必要的處理，這種處理是很必要的第一代（第一代（50-60年代）年代）美國(guó)美國(guó)KelloggKellogg公司的公司的FLEXIBLEFLEXIBLEFLOWSHEETFLOWSHEET，美國(guó)美國(guó)HoustonHouston大學(xué)開(kāi)發(fā)的大學(xué)開(kāi)發(fā)的CHESSCHESS（Chemical Engineering Simulation Chemical Engineering Simulation System System ）第二代（第二代（70年代）年代）美國(guó)美國(guó)Monsanto公司開(kāi)發(fā)的公司開(kāi)發(fā)的FLOWTRAN美國(guó)美國(guó)Braun公司開(kāi)發(fā)的公司開(kāi)發(fā)

18、的PF10（Process Flow）日本千代田工程公司開(kāi)發(fā)的日本千代田工程公司開(kāi)發(fā)的CAPES（Computer Aided Process Engineering System）第三代（第三代（1981）ASPEN(Advanced System of Process Engineering)許多的動(dòng)態(tài)過(guò)程不允許簡(jiǎn)化處理為穩(wěn)態(tài)過(guò)程許多的動(dòng)態(tài)過(guò)程不允許簡(jiǎn)化處理為穩(wěn)態(tài)過(guò)程裝料、開(kāi)車(chē)、反應(yīng)、停車(chē)、卸料裝料、開(kāi)車(chē)、反應(yīng)、停車(chē)、卸料開(kāi)車(chē)、停車(chē)、事故處理開(kāi)車(chē)、停車(chē)、事故處理第一代（第一代（70年代）年代）1969年加拿大年加拿大McMaster大學(xué)開(kāi)發(fā)的大學(xué)開(kāi)發(fā)的DYNSYS美國(guó)杜邦公司開(kāi)發(fā)的美國(guó)杜邦

19、公司開(kāi)發(fā)的DYFLO美國(guó)美國(guó)Michigan大學(xué)開(kāi)發(fā)了大學(xué)開(kāi)發(fā)了DYSCO日本千代田化工建設(shè)公司開(kāi)發(fā)了日本千代田化工建設(shè)公司開(kāi)發(fā)了DOPL第二代（第二代（70-80年代）年代）美國(guó)的魯姆斯公司將動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)用于進(jìn)行系統(tǒng)可行性分析、先進(jìn)控制美國(guó)的魯姆斯公司將動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)用于進(jìn)行系統(tǒng)可行性分析、先進(jìn)控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)日本的一些大型化工建設(shè)工程公司將動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)用于進(jìn)行新建大型化日本的一些大型化工建設(shè)工程公司將動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)用于進(jìn)行新建大型化工廠工藝及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工廠工藝及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第三代（第三代（1981）由動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)衍生出用于培訓(xùn)工人的模擬培訓(xùn)器（由動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)衍生出用于培訓(xùn)工人

20、的模擬培訓(xùn)器（Simulation Control Co., Autodynamics Co., Atlantic Simulation Inc）化工過(guò)程分析與合成的任務(wù)是以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低化工過(guò)程分析與合成的任務(wù)是以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗為目標(biāo)，尋求工藝生產(chǎn)中的設(shè)備、流程的耗為目標(biāo)，尋求工藝生產(chǎn)中的設(shè)備、流程的合理配置方案以及最優(yōu)生產(chǎn)工況的操作合理配置方案以及最優(yōu)生產(chǎn)工況的操作在生產(chǎn)實(shí)踐中人們認(rèn)識(shí)到，尋求化工過(guò)程優(yōu)惠工在生產(chǎn)實(shí)踐中人們認(rèn)識(shí)到，尋求化工過(guò)程優(yōu)惠工況依據(jù)不僅來(lái)自工藝過(guò)程本身，而必須遵循況依據(jù)不僅來(lái)自工藝過(guò)程本身，而必須遵循的根本性依據(jù)是企業(yè)的經(jīng)營(yíng)決策的根本性依據(jù)是企業(yè)的經(jīng)營(yíng)決策為實(shí)現(xiàn)企業(yè)

21、最佳經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)決策的手段是當(dāng)代的為實(shí)現(xiàn)企業(yè)最佳經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)決策的手段是當(dāng)代的CIMS技術(shù)技術(shù)1974年美國(guó)年美國(guó)Joseph Harrington博士在博士在Computer Integrated Manufacturing一書(shū)中首次提出一書(shū)中首次提出通過(guò)計(jì)算機(jī)硬、軟件綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、通過(guò)計(jì)算機(jī)硬、軟件綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)，將企業(yè)生產(chǎn)中有關(guān)的人、統(tǒng)工程技術(shù)，將企業(yè)生產(chǎn)中有關(guān)的人、技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理三要素及其信息流、物技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理三要素及其信息流、物質(zhì)流有機(jī)集成為實(shí)施優(yōu)化運(yùn)作的大系統(tǒng)質(zhì)流有機(jī)集成為實(shí)施優(yōu)化運(yùn)作的大系

22、統(tǒng)Enterprise Resource Planning 企業(yè)擁有卓越的銷(xiāo)售人員，但生產(chǎn)線上的工人卻企業(yè)擁有卓越的銷(xiāo)售人員，但生產(chǎn)線上的工人卻無(wú)法如期交貨，車(chē)間管理人員則抱怨說(shuō)采購(gòu)部門(mén)無(wú)法如期交貨，車(chē)間管理人員則抱怨說(shuō)采購(gòu)部門(mén)沒(méi)有及時(shí)供應(yīng)他們所需要的原料；沒(méi)有及時(shí)供應(yīng)他們所需要的原料； 采購(gòu)部門(mén)的效率過(guò)高，倉(cāng)庫(kù)里囤積的某些材料采購(gòu)部門(mén)的效率過(guò)高，倉(cāng)庫(kù)里囤積的某些材料10年都用不完，倉(cāng)庫(kù)庫(kù)位飽和，資金周轉(zhuǎn)很慢；年都用不完，倉(cāng)庫(kù)庫(kù)位飽和，資金周轉(zhuǎn)很慢； Manufacturing Resources Planning 未來(lái)兩年我國(guó)未來(lái)兩年我國(guó)ERP產(chǎn)品市場(chǎng)達(dá)一百億元。產(chǎn)品市場(chǎng)達(dá)一百億元?；ぁ⑹?/p>

23、化企業(yè)化工、石化企業(yè), ,特別是一些特種化學(xué)品、精細(xì)化工特別是一些特種化學(xué)品、精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)，要求新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期短、上市產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)，要求新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期短、上市快快; ;并要求生產(chǎn)工藝裝備是具有適應(yīng)多種產(chǎn)品的并要求生產(chǎn)工藝裝備是具有適應(yīng)多種產(chǎn)品的柔性系統(tǒng)柔性系統(tǒng)以以CIPSCIPS的概念和方法組織過(guò)程生產(chǎn)企業(yè)的運(yùn)作環(huán)節(jié)，的概念和方法組織過(guò)程生產(chǎn)企業(yè)的運(yùn)作環(huán)節(jié)，包括生產(chǎn)控制、調(diào)度、管理、經(jīng)營(yíng)決策、市場(chǎng)分包括生產(chǎn)控制、調(diào)度、管理、經(jīng)營(yíng)決策、市場(chǎng)分析、新產(chǎn)品設(shè)計(jì)及研究開(kāi)發(fā)，直到銷(xiāo)售和售后服析、新產(chǎn)品設(shè)計(jì)及研究開(kāi)發(fā)，直到銷(xiāo)售和售后服務(wù)、用戶意見(jiàn)反饋等，形成以市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)、全局優(yōu)務(wù)、用戶意見(jiàn)反饋等

24、，形成以市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)、全局優(yōu)化的企業(yè)系統(tǒng)，收到了顯著的經(jīng)濟(jì)效益化的企業(yè)系統(tǒng)，收到了顯著的經(jīng)濟(jì)效益日本三井石油化學(xué)公司實(shí)施日本三井石油化學(xué)公司實(shí)施CIPSCIPS，預(yù)計(jì)庫(kù)存量可減少，預(yù)計(jì)庫(kù)存量可減少30%30%，生產(chǎn)周期可縮短，生產(chǎn)周期可縮短30%30%，成品油產(chǎn)量可增加，成品油產(chǎn)量可增加10%10%，管理效率可提高，管理效率可提高20%20%當(dāng)前發(fā)達(dá)國(guó)家的大型化工、石化公司幾乎都處在對(duì)當(dāng)前發(fā)達(dá)國(guó)家的大型化工、石化公司幾乎都處在對(duì)CIPSCIPS的實(shí)施、研究階段的實(shí)施、研究階段國(guó)內(nèi)的一些企業(yè)聯(lián)合著高校和科學(xué)院所正在積極開(kāi)展國(guó)內(nèi)的一些企業(yè)聯(lián)合著高校和科學(xué)院所正在積極開(kāi)展CIPSCIPS的建設(shè)，如齊魯石

25、化勝利煉油廠、滄州大化的建設(shè)，如齊魯石化勝利煉油廠、滄州大化集團(tuán)、大慶石化總廠等集團(tuán)、大慶石化總廠等各種化工過(guò)程系統(tǒng)基本上都可用數(shù)學(xué)模型描述。各種化工過(guò)程系統(tǒng)基本上都可用數(shù)學(xué)模型描述。但由于實(shí)際化工過(guò)程的復(fù)雜性，還有許多現(xiàn)象具有離但由于實(shí)際化工過(guò)程的復(fù)雜性，還有許多現(xiàn)象具有離散的、非數(shù)值的、模糊的、不確定的特性，對(duì)散的、非數(shù)值的、模糊的、不確定的特性，對(duì)這類(lèi)對(duì)象建立數(shù)學(xué)模型非常困難這類(lèi)對(duì)象建立數(shù)學(xué)模型非常困難一般：由技術(shù)專(zhuān)家憑籍他們的專(zhuān)業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決。一般：由技術(shù)專(zhuān)家憑籍他們的專(zhuān)業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決。缺點(diǎn)：對(duì)不同的專(zhuān)家，解決辦法可能有差異缺點(diǎn)：對(duì)不同的專(zhuān)家，解決辦法可能有差異人工智能技術(shù)人工

26、智能技術(shù)的引用，為解決這類(lèi)問(wèn)題辟出了新徑的引用，為解決這類(lèi)問(wèn)題辟出了新徑人工智能的發(fā)展和應(yīng)用人工智能的發(fā)展和應(yīng)用 基于基于Data Mining 技術(shù)，發(fā)現(xiàn)人所不能發(fā)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)人所不能發(fā)現(xiàn)或者忽略的現(xiàn)象現(xiàn)或者忽略的現(xiàn)象 Beer & Diaper 彈子機(jī)彈子機(jī) Science Fiction: 終結(jié)者終結(jié)者從人在思維時(shí)的心理活動(dòng)出發(fā)。分析、研究人是如何運(yùn)用知識(shí)、邏輯而解釋問(wèn)題的，從而掌握人腦的邏輯思維規(guī)律運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬這個(gè)過(guò)程，選出與人的思維過(guò)程相一致的結(jié)果，這就是是從人腦的生理結(jié)構(gòu)出發(fā)，模擬人腦在思維過(guò)程中的生理活動(dòng)，從而得出和人腦思維過(guò)程相一致的結(jié)果這種模擬包括建立神經(jīng)元（腦細(xì)胞）模型，以及它們相互間傳遞信息的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型。這就是關(guān)鍵組成是知識(shí)庫(kù)與推理機(jī)制，適用于求解非數(shù)關(guān)鍵組成是知識(shí)庫(kù)與推理機(jī)制，適用于求解非數(shù)值的，不確定的或模糊的問(wèn)題值的，不確定的或模糊的問(wèn)題70年代中期以前多屬于解釋型和診斷型。年代