4.4.4. Анализ технологических систем с использованием

операторных моделей

Современные технологические линии по производству пищевых продуктов представляют собой сложные технологические системы - совокупность технологических операций. Технологическую систему (технологический поток) нельзя рассматривать как простую сумму отдельных технологических операций, поскольку она обладает новым качеством, которым не обладает ни один из образующих ее элементов. В технологическом потоке большая эффективность достигается за счет более точного и совершенного исполнения отдельных операций.

Во многих существующих производствах нет учета взаимодействия процессов, протекающих в различном технологическом оборудовании, входящем в состав технологической линии, не учтено взаимодействие внешней среды и т.д.

Системный подход с его анализом и синтезом позволяет учесть взаимодействие процессов, воздействия внешней среды и т.д. Системный анализ - это не произвольное разделение системы на составляющие элементы. Анализ неразрывно связан с синтезом и проводится с целью последующего синтеза системы в том же качестве. Разделение системы на элементы (подсистемы) небеспредельно. Последний носитель качества данной системы - оператор, который содержит один или несколько типовых технологических процессов.

При анализе и синтезе системы важно абстрагироваться от существующей машино-аппаратурной схемы технологической линии, поскольку производство одного и того же продукта зачастую может быть реализовано различными техническими средствами, т.е. имеется возможность более рационального машино-аппаратурного оформления технологической линии и процессов в частности.

Расчленение технологических операций на элементарные составляющие процессы (физические, биохимические) представляет собой переход к анализу качественно новых систем.

Изучение структуры технологической системы предполагает: выделение подсистем - более простых систем, состоящих из ряда технологических операций; вычленение отдельных подсистем и выявление их устойчивых отношений. Это позволяет понять и изучить свойства системы и затем определенным образом использовать их.

Технологическая система традиционно описывается графически машинно-аппаратурной схемой (МАС) и словесным описанием процессов. Это позволяет решать задачи в основном познавательного характера при анализе существующих МАС. Такое описание не дает достаточной информации исследователю.

Математические модели технологических систем в пищевой промышленности используются крайне редко.

Применение операторных моделей для описания технологической линии дает более широкие возможности для изучения: моделировать строение технологической системы, выполнять системный анализ и системный синтез объекта.

Процедура системного анализа и системного синтеза с использованием операторных моделей разработана в работе В.А. Панфилова 6 применительно к различным отраслям пищевой промышленности.

Чем сложнее технологическая система, тем больший эффект дает системный подход при ее изучении. Системный анализ и системный синтез позволяют во взаимодействии функциональных частей технологической системы установить ее рациональный или оптимальный режим, оценить устойчивость и предложить пути ее развития.

Изображение технологической линии в виде операторной модели дает большую наглядность. Используя специальные обозначения типовых процессов, выполняется построение операторных моделей [6, 37].

При построении операторной модели возможны различные подходы, как к разделению системы, так и к графическому изображению того или иного процесса или операции. Особо сложные процессы могут быть расчленены и представлены в различных вариантах. Для того чтобы получить правильное решение, необходим тщательный анализ сути процесса и учет всех взаимосвязей. Различные варианты МАС и операций полезны при поиске новых путей аппаратурного оформления технологической системы, создании комплексов, агрегатов для реализации нескольких процессов одной подсистемы и т.д.

Разработка и изображение технологической системы в виде операторной модели дает не только больше информации и наглядности, но и предполагает перспективное их использование в качестве базы для следующего 3:

1. рассмотрения производственного процесса как единого целого с задачей его сокращения или оптимизации;

2. распределения и обоснования целесообразности того или иного варианта усовершенствования технологических средств системы;

3. нового машинно-аппаратурного оформления процессов;

4. выделения блоков, которые могут быть описаны математически с целью оптимизации как их самих, так в перспективе, и всего производственного процесса (линии):

5. рассмотрения путей развития всей технологической системы;

6. разработки системы процессов и системы машин и аппаратов пищевых производств.

Некоторые примеры использования операторных моделей и системного подхода к решению конкретных технических задач 37 будут полезны при выполнении соответствующего подраздела в разделе «Спецчасть» дипломного проекта для студентов, обучающихся по направлению 260600 «Пищевая инженерия».