ТЕОРЕТИКО-МНОЖЕСТВЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Разработана методика формализованного описания функциональных моделей химического производства на основе теории графов. Модель представляется в виде совокупности ориентированных помеченных графов, иерархически упорядоченную с помощью отношения детализации. Вначале описана процедура преобразования отдельной диаграммы в помеченный граф, включающая в себя добавление служебных вершин и дуг. Вершины графа соответствуют функциональным блокам, границам и точкам ветвления стрелок диаграммы; дуги графа соответствуют стрелкам диаграммы. Приведены графические описания типовых взаимосвязей функциональных блоков: выход-вход, выход-управление, выход-механизм. Разработаны процедуры для преобразования граничных и ветвящихся стрелок. Преобразование ветвящихся стрелок выполняется в зависимости от изменения меток ветвей. Каждой ветвящейся стрелке соответствует подграф, включающий несколько дуг и, возможно, дополнительные вершины. Помеченные ориентированные графы задаются в теоретико-множественной нотации, содержащей метки дуг и роли вершин. Иерархия диаграмм задается с помощью отношения декомпозиции, которое связывает родительскую диаграмму, дочернюю диаграмму и детализируемый блок. В качестве примера выполнено построение теоретико-множественного описания функциональной модели получения винилацетата. Применение мощного математического аппарата, накопленного в рамках теории графов, для верификации и анализа функциональных диаграмм на основе предложенного формализованного описания является областью дальнейших исследований.

функциональное моделирование, верификация функциональной модели, теория множеств, теория графов, получение винилацетата

1. Bayer B., Marquardt W. A comparison of data models in chemical engineering // Concurrent Engineering. 2003. V. 11. Iss. 2. P. 129-138.

2. Fuchino T., Miyazawa M., Naka Y. Business model of plant maintenance for lifecycle safety // Computer Aided Chemical Engineering. 2007. V. 24. P. 1175-1180.

3. Jeong K.-Y., Wu L., Hong J.-D. IDEF methodbased simulation model design and development framework // J. Industrial Engineering and Management. 2009. V. 2. № 2. P. 337-359.

4. Репин В.В., Елиферов В.Г. Процессный подход к управлению. Моделирование бизнес-процессов. М.: Манн, Иванов и Фербер, 2013. 544 с.

5. Sugiyama H., Fischer U., Antonijuan E., Hoffmann V. H., Hirao M., Hungerbühler K. How do different process options and evaluation settings affect economic and environmental assessments? A case study on methyl methacrylate (MMA) production processes // Process Safety and Environmental Protection. 2009. V. 87(6). P. 361-370.

6. Aifaoui N., Deneux D., Soenen R. Feature based interoperability between design and analysis processes // J. Intelligent Manufacturing. 2006. V. 17 (1). P. 13-27.

7. Бурляева Е.В., Колыбанов К.Ю., Панова С.А. Информационная поддержка систем принятия решений на производственных предприятиях химического профиля. М.: Изд-во МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2013. 196 с.

8. Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования. М.: Госстандарт России, 2001. 19 с.

9. Бурляева Е.В., Бурляев В.В., Фролкова А.К. Функциональное моделирование производств основного органического синтеза на примере получения винилацетата // Хим. технология. 2016. № 9. С.418-423

10. https://www.ca.com/us.html (дата обращения: 30.06.2017) модели одностадийного химического производства // Прикл. информатика. 2016. Т. 11. № 1 (61). С. 64-70.

11. Маклаков С.В. Моделирование бизнес-процессов с AllFusion Process Modeler (BPwin 4.1). М.: ДиалогИФИ, 2002. 240 с.

12. https://www.edrawsoft.com/IDEF0-flowcharts.php (дата обращения: 30.06.2017)

13. Алексеев В.Е., Таланов В.А. Графы и алгоритмы. Структуры данных. Модели вычислений М.: Интуит, Бином, 2012. 320 c.

14. Тимофеев В.С., Серафимов Л.А., Тимошенко А.В. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Высшая школа, 2010. 408 с.

15. Бурляева Е.В., Разливинская С.В., Трегубов А.В. Разработка и применение обобщенной функциональной модели одностадийного химического производства // Прикл. информатика. 2016. Т. 11. № 1 (61). С. 64-70.