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简答题在流程工业MIE设计中,如何考虑间歇/连续型生产方式的影响?
  • 流程工业的生产方式主要包括连续型和间歇型(或批量型,BatchProcesses)两种类型。在流程MIE的集成体系方面,不同类型的生产方式没有差别;但是,在功能级的具体实现以及各功能级在集成体系结构中的相对重要性方面,连续与间歇型生产方式有本质的不同。连续型生产过程适合于固定的大批量产品的生产,其特点是生产过程工艺流程基本不变,物料流是连续的,前一个生产装置的产品是后续生产装置的原料。由于工厂信息是通过多个冗余传感器实时同步采集得到的,所以对测量数据进行数据协调,确定正确的生产状况十分重要。另外,在这类生产方式中,基于模型的控制及设定值优化技术起关键作用。为了适应市场的变化,连续型生产过程也开始重视在一定程度上提高生产的柔性。当原料性质变化需要生产相同的产品时,或者同样的原料又需要生产不同的产品时,生产过程的一定限度内的柔性是靠改变各装置间物流的分配和改变装置运行的工作点即工艺操作参数来实现的,前者通过基于过程模拟的计算机辅助生产计划/调度系统宋确定,后者则通过操作优化,由先进控制来保证。
    间歇型生产过程适用于中小批量且产出价值较高的产品。间歇型生产方式的特点是它的灵活性,它一般是由一些通用型的设备组成,这些设备在安装和使用上都有一定程度的柔性,通过对设备、原材料等资源的共享,在同一组设备上实现多种产品的生产,并且可以实现较为复杂的合成过程。这一特点使间歇型生产过程应付产品需求变化的能力增强,但是由此产生的更为复杂的资源共享和争用现象,对生产计划和调度提出了更高的要求。间歇型生产中,关于生产性能的数据是以批量为基础的。由于设备可由多项流程共享,工艺描述与设备网络描述是不同且独立的,在设备管理的同时还亟需工艺管理。为了在特定的时间段上将设备分配给特定的工艺流程,调度成为最重要的功能。考虑到批量本身是可优化的,以及间歇型生产所需的复杂的中间产品存储策略,增加了间歇生产过程调度问题求解的难度。另外,采用混杂动态系统理论研究间歇过程的生产优化和控制问题,近来正成为一个新的研究热点。具体到流程生产企业,其生产方式可能是其中一种,也可能是按不同方式组合形成的某种混合生产方式。因此,在流程工业MIE设计中,在以上原则基础上区别考虑间歇及连续型这两种不同生产方式的影响是非常必要的。
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