<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">chemicallytech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Fine Chemical Technologies</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Тонкие химические технологии</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2410-6593</issn><issn pub-type="epub">2686-7575</issn><publisher><publisher-name>MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.32362/2410-6593-2019-14-4-69-76</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">chemicallytech-1286</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MATHEMATICAL METHODS AND INFORMATION SYSTEMS IN CHEMICAL TECHNOLOGY</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Verification of functional models of chemical manufacturing</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Верификация функциональных моделей химических производств</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-1371-1410</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Бурляева</surname><given-names>Е. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Burlyaeva</surname><given-names>E. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>доктор технических наук, профессор кафедры информационных систем в химической технологии </p><p>Scopus Author ID 36964878300</p><p>Россия, 119571, Москва, пр. Вернадского, д. 86</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Dr. of Sci. (Engineering), Professor of the Chair of Information Systems in Chemical Technology</p><p>Scopus Author ID 36964878300</p><p>86, Vernadskogo pr., Moscow 119571, Russia</p></bio><email xlink:type="simple">burlyaeva@mirea.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Бурляев</surname><given-names>В. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Burlyaev</surname><given-names>V. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>кандидат технических наук, профессор кафедры информационных систем в химической технологии </p><p>Scopus Author ID 6508353813</p><p>Россия, 119571, Москва, пр. Вернадского, д. 86</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Cand. of Sci. (Engineering), Professor of the Chair of Information Systems in Chemical Technology</p><p>Scopus Author ID 6508353813</p><p>86, Vernadskogo pr., Moscow 119571, Russia</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кононенко</surname><given-names>В. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kononenko</surname><given-names>V. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>аспирантка кафедры информационных систем в химической технологии</p><p>Россия, 119571, Москва, пр. Вернадского, д. 86</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Postgraduate Student of the Chair of Information Systems in Chemical Technology</p><p>86, Vernadskogo pr., Moscow 119571, Russia</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Цеханович</surname><given-names>В. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Tsekhanovich</surname><given-names>V. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>аспирант кафедры информационных систем в химической технологии</p><p>Россия, 119571, Москва, пр. Вернадского, д. 86</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Postgraduate Student of the Chair of Information Systems in Chemical Technology</p><p>86, Vernadskogo pr., Moscow 119571, Russia</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>МИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>MIREA – Russian Technological University (M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2019</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>31</day><month>08</month><year>2019</year></pub-date><volume>14</volume><issue>4</issue><fpage>69</fpage><lpage>76</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Burlyaeva E.V., Burlyaev V.V., Kononenko V.V., Tsekhanovich V.S., 2019</copyright-statement><copyright-year>2019</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Бурляева Е.В., Бурляев В.В., Кононенко В.В., Цеханович В.С.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Burlyaeva E.V., Burlyaev V.V., Kononenko V.V., Tsekhanovich V.S.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/1286">https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/1286</self-uri><abstract><p>A generalized algorithm for the verification of functional models and the rules for the verification of diagrams related by levels of detail were developed in this paper. The algorithm is based on the analysis of a tree which describes the decompose relations in functional diagrams. At each step of the algorithm, a pair consisting of a parent diagram and a functional diagram is selected, and the correlation of the arrows and their roles is checked for both. The formalization of the verification rules was based on the set-theoretic representation of functional diagrams in the form of labeled oriented graphs. The rules make it possible to map the position and roles of the arrows associated with the detailed function block of the parent diagram to the arrows of the child diagram. The following rules for each of the possible arrow roles were established: “input”, “output”, “control”, “mechanism”. The use of the logic programming language PROLOG was proposed for the implementation of the algorithm. A knowledge base structure comprised of 3 interrelated predicates to describe the tree of diagrams, nodes and edges of the graphs was suggested. A query to check the verification rules was formed, and methods of binding variables and fixing roles were considered. The analysis and verification of a fragment of a functional model for the production of vinyl acetate from ethylene was conducted as an example. The functional diagrams for the processes “Condensate separation” and “Vinyl acetate isolation” connected by a decompose relation were developed, their set-theoretic models were constructed, and the use of rules for the verification of each type of arrow were considered.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Разработан обобщенный алгоритм верификации функциональных моделей и правила проверки связанных отношением детализации диаграмм. Алгоритм основан на анализе дерева, описывающего отношение детализации функциональных диаграмм. На каждом шаге алгоритма выбирается пара, состоящая из родительской и функциональной диаграмм, и для этой пары выполняется проверка соответствия стрелок и их ролей. Формализация правил проверки выполнена на основе теоретико-множественного представления функциональных диаграмм в виде помеченных ориентированных графов. Правила позволяют сопоставить положение и роли стрелок, связанных с детализируемым функциональным блоком родительской диаграммы, и стрелок дочерней диаграммы. Построены правила для каждой из возможных ролей стрелки: «вход», «выход», «управление», «механизм». Для реализации построенного алгоритм предложено использование языка логического программирования ПРОЛОГ. Предложена структура базы знаний, включающая 3 взаимосвязанных предиката для описания дерева детализации, вершин и дуг графов, задающих функциональные диаграммы. Сформирован запрос для проверки правил верификации, рассмотрены способы связывания переменных и фиксации ролей. В качестве примера выполнен анализ и верификация фрагмента функциональной модели получения винилацетата из этилена. Приведены функциональные диаграммы для процессов «Разделение конденсата» и «Получение винилацетата», связанных отношением детализации, построены их теоретико-множественные модели, рассмотрено применение правил верификации для каждого типа стрелок.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>функциональное моделирование</kwd><kwd>верификация функциональной модели</kwd><kwd>теория множеств</kwd><kwd>теория графов</kwd><kwd>получение винилацетата</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>functional modeling</kwd><kwd>functional model verification</kwd><kwd>set theory</kwd><kwd>graph theory</kwd><kwd>vinyl acetate production</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Черемных С.В., Семенов И.О., Ручкин В.С. Моделирование и анализ систем. IDEF-технологии. М.: Финансы и статистика, 2006. 192 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Cheremnyh S.V., Semenov I.O., Ruchkin V.S. Modelling and system analysis. IDEF technology. Moscow: Finansy i statistika Publ., 2006. 192 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мышенков К.С. Методика обоснования выбора CASE-средств для анализа и проектирования систем управления предприятиями // Инновации. 2013. № 10(180). С. 112–122.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Myshenkov K.S. Justiﬁcation technique of a choice of CASE-tools for the analysis and design of management systems by enterprise. Innovatsii [Innovations]. 2013;10(180):12-122 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ерушева К.И., Колыбанов К.Ю., Тишаева И.Р. Функциональное моделирование процесса выбора наилучшей доступной технологии // Тонкие химические технологии. 2017. Т. 12. № 4. С. 98–105. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-4-98-105</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Erusheva K., Kolybanov K., Tishaeva I. Functional modeling of the process of choosing the best available technique. Tonkie Khimicheskie Tekhnologii = Fine Chemical Technologies. 2017;12(4):98-105 (in Russ.). https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-4-98-105</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вичугова А.А. Методы и средства концептуального проектирования информационных систем: сравнительный анализ структурного и объектно-ориентированного подходов // Прикладная информатика. 2014. № 1(49). С. 56–65.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vichugova A.A. Methods and tools for conceptual design of information systems: comparative analysis of structural and object-oriented approaches. Prikladnaya informatika [Journal of Applied Informatics]. 2014;1(49):56-65 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бурляева Е.В., Бурляев В.В., Фролкова А.К. Функциональное моделирование производств основного органического синтеза на примере получения винилацетата // Химическая технология. 2016. № 9. С. 418–423.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Burlyaeva E., Burlyaev V., Frolkova A. Functional simulation of basic organic synthesis production by vinyl acetate manufacturing. Khimicheskaya tekhnologiya [Journal of Chemical Technology]. 2016;9:418-423 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Jeong K.-Y., Wu L., Hong J.-D. IDEF method-based simulation model design and development framework // J. Ind. Eng. &amp; Manag. 2009. V. 2. № 2. P. 337–359. http://dx.doi.org/10.3926/jiem..v2n2.p337-359</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Jeong K.-Y., Wu L., Hong J.-D. IDEF method-based simulation model design and development framework. Journal of Industrial Engineering and Management. 2009;2(2):337-359. http://dx.doi.org/10.3926/jiem..v2n2.p337-359</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Репин В.В., Елиферов В.Г. Процессный подход к управлению. Моделирование бизнес-процессов. М.: Манн, Иванов и Фербер, 2013. 544 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Repin V., Eliferov V. Process approach to management. Business process modeling. Moscow: Mann, Ivanov and Ferber Publ., 2013. 544 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Маклаков С.В. Моделирование бизнес-процессов с AllFusion Process Modeler (BPwin 4.1). М.: Диалог-МИФИ, 2002. 240 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Maklakov S.V. Business process modeling with All Fusion Process Modeler (BPwin 4.1). Moscow: Dialog-MIFI Publ., 2002. 240 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования. М.: Госстандарт России, 2001. 19 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Recommendations for standardization. Information technology support the life cycle of product. Methodology of functional modeling. Moscow: Gosstandart Publ., 2001. 19 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бурляева Е.В., Бурляев В.В., Цеханович В.С. Теоретико-множественное представление функциональных моделей химических производств // Тонкие химические технологии. 2017. Т. 12. № 5. С. 71–78. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-5-71-78</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Burlyaeva E.V., Burlyaev V.V., Tsekhanovich V.S. Set-theoretic description of functional models of chemical manufacturing. Tonkie Khimicheskie Tekhnologii = Fine Chemical Technologies. 2017;12(5):71-78 (in Russ.). https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-5-71-78</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алексеев В.Е., Таланов В.А. Графы и алгоритмы. Структуры данных. Модели вычислений. М.: Интуит, Бином, 2012. 320 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Alekseev V., Talanov V. Graphs and algorithms. Data structures. Calculation models. Moscow: Intuit, Binom Publ., 2012. 320 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Марков В.Н. Современное логическое программирование на языке Visual Prolog 7.5. СПб.: БХВ-Петербург, 2016. 544 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Markov V.N. Modern logical programming in Visual Prolog 7.5. Saint Petersburg: BHV-Peterburg Publ., 2016. 544 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тимофеев В.С., Серафимов Л.А., Тимошенко А.В. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Высшая школа, 2010. 408 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Markov V.N. Modern logical programming in Visual Prolog 7.5. Saint Petersburg: BHV-Peterburg Publ., 2016. 544 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Timofeev V.S., Serafimov L.A., Timoshenko A.V. Principles of technology of basic organic and petrochemical synthesis. Moscow: Vysshaya shkola Publ., 2010. 408 p. (in Russ.).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Timofeev V.S., Serafimov L.A., Timoshenko A.V. Principles of technology of basic organic and petrochemical synthesis. Moscow: Vysshaya shkola Publ., 2010. 408 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Timofeev V.S., Serafimov L.A., Timoshenko A.V. Principles of technology of basic organic and petrochemical synthesis. Moscow: Vysshaya shkola Publ., 2010. 408 p. (in Russ.).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Timofeev V.S., Serafimov L.A., Timoshenko A.V. Principles of technology of basic organic and petrochemical synthesis. Moscow: Vysshaya shkola Publ., 2010. 408 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru"></mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en"></mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru"></mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en"></mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
