ОПТИМИЗАЦИЯ

(от лат. optimus-наилучший) в химической технологии. Под О. обычно понимают целе-направл. деятельность, заключающуюся в получении наилучших результатов при соответствующих условиях. Постановка задачи О. предполагает наличие ее объекта, набора независимых параметров (переменных), описывающих данную задачу, а также условий (часто наз. ограничениями), к-рые характеризуют приемлемые значения независимых переменных. Еще одной обязат. компонентой описания оптимизац. задачи служит скалярная мера "качества", носящая назв. критерия оптимизации, или целевой ф-ции, и зависящая к.-л. образом от переменных О. Решение оптимизац. задачи-это поиск определенного набора значений переменных, к-рому отвечает оптим. значение критерия О.

Некоторые основные понятия.Любой хим.-технол. процесс м. б. условно изображен так, чтобы были выделены осн. группы параметров, определяющих его течение и характеризующих состояние в любой момент времени (см. рис.). Как правило, выделяют след. группы:

1) входные параметрыi (i>= 1, 2,..., m)-перемен-ные, значения к-рых можно измерить, но возможность воздействия на к-рые отсутствует. Пример - контролируемый состав исходного сырья, не поддающийся регулированию при эксплуатации хим. реактора.

2) Управляющие параметрыUj (j-1, 2,..., r)-переменные, на к-рые можно оказывать прямое воздействие в соответствии с теми или иными требованиями, что позволяет управлять процессом. Такими регулируемыми параметрами для хим. реактора м. б., напр., кол-во подаваемой в него исходной смеси компонентов, давление, т-ра теплоносителя и т. д.

3) В о з м у щ а ю щ и е п а р а м е т р ыk (k =>1, 2, ...,e) -переменные, значения к-рых случайным образом изменяются во времени и к-рые недоступны для измерения имеющимися ср-вами.Примеры-разл. примеси в сырье, активность катализатора и др.

4) Выходные параметры Y_W(w = 1,2,..., n)-переменные, значения к-рых определяются режимом процесса и к-рые описывают его состояние, возникающее в результате суммарного воздействия входных, управляющих и возмущающих параметров (напр., характеристики получаемой продукции).

Совокупности перечисленных входных, выходных, управляющих и возмущающих параметров представляют собой соотв. векторыX, Y, U, L.

По отношению к анализируемому процессу, рассматриваемому без системы управления, входные и управляющие параметры можно считать внешними, что указывает на независимость их значений от режима процесса. Последний непосредственно влияет на выходные параметры, к-рые поэтому обычно определяются как внутренние. Возмущающие параметры могут относиться и к внешним, и к внутренним: напр., неконтролируемые примеси в сырье можно рассматривать как внеш. возмущающее воздействие, а изменение активности катализатора во времени-как внутр. возмущение.

Этапы постановки оптимизационной задачи.ДляО.конкретной задачи хим. технологии необходимо: а) установить возможные границы изменения переменных; б) определить количеств. критерий О., на основе к-рого можно провести анализ вариантов с целью нахождения "наилучшего"; в) выбрать внутрисистемные переменные, используемые для определения характеристик и идентификации вариантов; г) построить модель, отражающую связи между переменными.

Если подлежащая исследованию хим.-технол. система определена и области изменения ее переменных установлены (первый этап), осуществляют выбор критерия О., посредством к-рого можно оценить характеристики системы или ее проекта для выявления "наилучшего" варианта проекта либо "наилучших" условий функционирования системы (второй этап). В общем случае критерий О. обычно представляют как ф-цию входных, выходных и управляющих параметров . Наиб. часто выбирают критерии экономич. характера (напр., валовые капитальные затраты, чистая прибыль в единицу времени, отношение затрат к прибыли и т. д.). Кроме них м. б. использованы также технол. критерии (напр., требуется минимизировать продолжительность произ-ва изделия, максимизировать нагрузку на реактор, минимизировать кол-во потребляемой электроэнергии). Независимо от того, какой критерий выбирают при О. данного объекта, "наилучшему" варианту всегда соответствует "минимальное" или "максимальное" значение критерия.

При решении задачи О. можно применять только один критерий, поскольку невозможно получить решение, к-рое обеспечивает одновременно, напр., минимум затрат, максимум надежности оборудования и минимум потребляемой энергии. Если все же конкретная задача О. характеризуется совокупностью неск. критериев (часто при этом противоречивых), то один из путей ее решения заключается в выборе к.-л. критерия в качестве первичного, в то время как остальные критерии будут вторичными. Обычно О. используют первичный критерий; вторичные критерии рассматриваются как ограничения оптимизац. задачи, к-рые должны выполняться для решения задачи О.

На третьем этапе постановки задачи осуществляют выбор независимых переменных, к-рые позволяют адекватно оценивать качество проекта или условия функционирования системы. На этом этапе проводят различие между переменными, значения к-рых могут изменяться в достаточно широком диапазоне, и переменными, значения к-рых фиксированы и определяются внеш. факторами. Кроме того, выявляют различие между теми параметрами, к-рые могут предполагаться постоянными, и параметрами, подверженными флук-туациям вследствие воздействия неконтролируемых факторов. На данном этапе необходимо учесть все наиб. важные переменные, от к-рых зависит функционирование системы или качество проекта, но не "перегружать" оптимизац. задачу большим числом мелких, несуществ. деталей.

После того как критерий О. и переменные задачи выбраны, на четвертом этапе нужно построить модель, к-рая описывает связи между переменными и их влияние на критерий О. В принципе она м. б. выполнена на основе непосредств. экспериментирования с системой путем поиска значений управляющих воздействий, при к-рых выбранный критерий О. имеет наилучшее значение. Однако на практике чаще используют мат. модель объекта О. (см.Моделирование).Применение мат. моделей предпочтительнее, поскольку опыты, проводимые на реальных системах, требуют, как правило, больших затрат ср-в и времени, а в ряде случаев связаны с значит. риском.

Мат. модель представляет собой систему ур-ний, отражающую сущность явлений, протекающих в объекте моделирования, решение к-рой с помощью определенного алгоритма позволяет прогнозировать поведение объекта при изменении входных и управляющих параметров. В самом общем виде структура модели включает осн. ур-ния материальных и энергетич. балансов, соотношения, связанные с проектными решениями, а также ур-ния, к-рые описывают физ. процессы, протекающие в системе. Эти ур-ния обычно дополняют неравенствами, к-рые определяют область изменения значений независимых переменных, позволяют сформулировать требования, накладываемые на границы изменения характеристик функционирования системы, и т. д.

Классификация оптимизационных задач.В общем случае задачу О. объектов хим. технологии можно представить как задачу минимизации или максимизации веществ, ф-ции мн. переменных f(x), гдех-вектор с компонентами< x_i-. Последние представляют собой совокупность всех переменных объекта, изменяемых при его О. На эти переменные в общем случае м. б. наложены дополнит. условия в форме равенств, неравенств, а также двусторонних ограничений сверху и снизу:

гдеk(x), С_j(x) - веществ, нелинейные ф-ции векторного аргумента, К, J, N~число условий соответствующих типов. При этом обычно ф-цию f(x) наз. целевой, ур-нияk(>х) =0-ограничениями в виде равенств, а неравенства_j(>x)0-ограничениями в виде неравенств.

Задачи общего вида: минимизировать (максимизировать) f(x) при указанных ограничениях, наз. оптимизац. задачами с ограничениями, или задачами условной О. Задачи, в к-рых ограничения отсутствуют, носят назв. задач без ограничений, или задач безусловной О. Последние особенно важны, поскольку мн. методы решения условных задач основаны на сведении их к безусловным.

Оптимизац. задачи классифицируют также в соответствии с видом ф-ций f(x),k(>х)и_j(>x).Ф-ции мн. переменных наз. линейными, если все их частные производные 1-го порядка не зависят от переменных, в противном случае - нелинейными. Задачи, в к-рых все указанные ф-ции линейны, относят к задачам линейного программирования. Если среди пере-числ. ф-ций хотя бы одна нелинейна, то такие задачи обычно относятся к задачам нелинейного программирования. (Термин "программирование" в данном случае не связан непосредственно с программированием ЭВМ, а означает лишь определенную процедуру решения задачи.)

Для задач линейного программирования разработаны эффективные алгоритмы, позволяющие находить оптим. решение за конечное число шагов, т. е. вычислений значений критерия О. Задачи нелинейного программирования решают обычно методом последоват. приближений, при этом точность получаемых решений зависит от числа выполненных шагов; поэтому для таких задач разработан ряд спец. методов, использующих конкретные особенности критерия О. и ограничений (напр., квадратичное или динамич. программирование, принцип максимума и т. д.).

Подготовка задач к решению и оптимизационные расчеты.

При наличии модели, отражающей связи между переменными оптимизируемого объекта, следует подготовить задачу к решению с помощью подходящего алгоритма О., к-рый позволяет найти решение задачи с заданной точностью за конечное число шагов.

Вычислит. трудности, связанные с решением оптимизац. задачи, м. б. обусловлены след. причинами: 1) плохим масштабированием переменных, что проявляется как-большое различие в чувствительности критерия О. к изменениям разных переменных; 2) неудачным выбором метода О.; 3) неудачным выбором начального приближения решения.

В качестве метода О. обычно выбирают метод, к-рый приводит к конечным результатам с наим. затратами на вычисления. Выбор того или иного метода в значит. степени определяется постановкой оптимизац. задачи, а также используемой мат. моделью объекта О.

О. широко используют в хим. технологии для проектирования новых и интенсификации действующих процессов и произ-в. Примеры типовых задач О.: оптим. распределение технол. параметров (нагрузок, давлений, т-р и др.) в хим. реакторах; О. каскада аппаратов (теплообменников, дистилляц. колонн, реакторов и т. д.); О. хим.-технол. схем (ХТС) как сложных систем взаимосвязанных аппаратов; синтез оптим. структур ХТС при создании новых произ-в.

Лит.:Бояринов А. И., Кафаров В. В., Методы оптимизации в химической технологии, 2 изд., М., 1975; Химмельблау Д., Прикладное нелинейное программирование, пер. с англ., М., 1975; Химический энциклопедический словарь, М., 1983; Островский Г. М., Бережинский Т. А., Оптимизация химико-технологических процессов. Теория и практика, М., 1984; Гилл Ф., Мюррей У., Райт М., Практическая оптимизация, пер. с англ., М., 1985; Оптимизация качества. Сложные продукты и процессы, М., 1989.

Я.С. Кондаков.

Синонимы:

интернет-оптимизация, самооптимизация

оптимизация—прогрессивный способ организации управления поддержки содействия развитию или функционированию некоторой системы объекта или субъекта с целью достижения идеального состоя...Акмеологический словарь
оптимизация—выбор наилучшего варианта из множества возможных....Бизнес-словарь
оптимизация—ОПТИМИЗАЦИЯ от лат. optimum наилучшее процесс нахождения экстремума глобального максимума или минимума определнной функции или выбора наилучшего оптимального варианта из...Большая советская энциклопедия
оптимизация—от лат. optimum наилучшее процесс нахождения экстремума глобального максимума или минимума определнной функции или выбора наилучшего оптимального варианта из множества в...Большая Советская энциклопедия II
оптимизация—лат. optimus выбор наилучшего из всех представляющихся индивиду плана действий. В волевом процессе предшествует фазе принятия решения действовать волевому усилию. Термин...Большая энциклопедия по психиатрии
оптимизация—ж. ottimizzazione Итальянорусский словарь. Синонимы интернетоптимизация самооптимизация...Большой итальяно-русский и русско-итальянский словарь
оптимизация—ж тех.Optimierung f интернетоптимизация самооптимизация...Большой немецко-русский и русско-немецкий словарь
оптимизация—оптимизация ж тех. Optimierung f cСинонимы интернетоптимизация самооптимизация...Большой немецко-русский и русско-немецкий словарь
оптимизация—optimization...Большой русско-английский словарь биологических терминов
оптимизация—ж.optimizacin fem optimacin f...Большой русско-испанский словарь
оптимизация—сущ. жен. рода только ед. ч. с.х....Большой русско-украинский словарь
оптимизация—от лат. optimus наилучший англ. optimalization нем. Opimierung. . Выбор наилучшего варианта из всех возможных. . Приведение системы к состоянию наибольшей эффективности...Большой толковый социологический словарь II
оптимизация—. процесс нахождения экстремума функции то есть выбор наилучшего варианта из множества возможных процесс выработки оптимальных решений. процесс приведения системы в наилу...Большой экономический словарь
оптимизация—от лат optimus наилучший процесс выбора наилучшего варианта из возможных. Процессе приведения системы в наилучшее оптимальное состояние. Эi Процесс нахождения экстрем...Большой энциклопедический политехнический словарь
оптимизация—процесс выбора наилучшего варианта из возможных.Процесс приведения системы в наилучшее оптимальное состояние....Большой энциклопедический словарь II
оптимизация—ОПТИМИЗАЦИЯ. процесс выбора наилучшего варианта из возможных. Процесс приведения системы в наилучшее оптимальное состояние....Большой энциклопедический словарь III
оптимизация—ОПТИМИЗАЦИЯ . Процесс выбора наилучшего варианта из возможных] Процесс приведения системы в наилучшее оптимальное состояние....Большой Энциклопедический словарь V
оптимизация—Модернизация и устранение недостатков в имуществе для оптимизации его продуктивности. Процесс рассмотрения ухудшения физического состояния и функциональноготехнического у...Глоссарий к стандартам оценки
оптимизация—ОПТИМИЗАЦИЯ и ж. optimisation strong. мат. Нахождение наибольшего или наименьшего значения какойн. функции.em . Выбор оптимального варанта из множества возможных. О. про...Исторический словарь галлицизмов русского языка
оптимизация—выбор наилучшего оптимального варианта из множества возможных. В экономике определение значений экономических показателей при которых достигается оптимум т. е. оптимальн...Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник
оптимизация—аптымзацыя...Краткий русско-белорусский словарь экономических терминов
оптимизация—корень ОПТИМ суффикс ИЗ суффикс АЦИ окончание Я Основа слова ОПТИМИЗАЦИВычисленный способ образования слова Суффиксальный ОПТИМ ИЗ АЦИ Я Слово Оптимизация соде...Морфемный разбор слова по составу
оптимизация—Начальная форма Оптимизация единственное число женский род именительный падеж неодушевленное...Морфологический разбор существительных
оптимизация—олайландыру...Мұнай-газ терминдерінің орысша-қазақша сөздігі
оптимизация—от лат. optimus наилучший выбор наилучшего оптимального варианта из множества возможных. Начала современного естествознания. Тезаурус. РостовнаДону.В.Н. Савченко В.П. ...Начала современного естествознания
оптимизация—оптимизация оптимизация и...Орфографический словарь
оптимизация—u жu Р.u Д.u Пр.u оптимизации интернетоптимизация самооптимизация...Орфографический словарь русского языка
оптимизация—тимдлеу...Орысша-қазақша «Көлік және қатынас жолдары» терминологиялық сөздік
оптимизация—оптималдау...Орысша-қазақша «Математика» терминологиялық сөздік
оптимизация—отайландыру...Орысша-қазақша «Электроника, радиотехника және байланыс» терминологиялық сөздік
оптимизация—отайландыру...Орысша-қазақша «Энергетика» терминологиялық сөздік
оптимизация—inf...Политехнический русско-французский словарь
оптимизация—оптимизация оптимизации оптимизации оптимизаций оптимизации оптимизациям оптимизацию оптимизации оптимизацией оптимизациею оптимизациями оптимизации оптимизациях...Полная акцентуированная парадигма по Зализняку
оптимизация—Орфографическая запись слова оптимизация Ударение в слове оптимизация Деление слова на слоги перенос слова оптимизация Фонетическая транскрипция слова оптимизация [аптмз...Полный фонетический разбор слов
оптимизация—По отношению к принятию решений выбор лучшего решения в какойлибо ситуации....Психология критического мышления
оптимизация—оптимизация иСинонимы интернетоптимизация самооптимизация...Русский орфографический словарь
оптимизация—refinement refining...Русско-английский машиностроительный словарь
оптимизация—ж. optimization оптимизация окружающей среды...Русско-английский медицинский словарь
оптимизация—optimization оптимизация ж.uoptimizationоптимизация управления с применением адаптивных моделей control optimization with model adaptationоптимизация цепей network opt...Русско-английский политехнический словарь
оптимизация—ж. оптимизация исполнения оптимизация работоспособности...Русско-английский психологический словарь
оптимизация—f. интернетоптимизация самооптимизация...Русско-английский словарь математических терминов
оптимизация—ж....Русско-английский словарь по физике
оптимизация—optimization...Русско-английский словарь по электронике
оптимизация—optimization...Русско-английский словарь политической терминологии
оптимизация—f optimization...Русско-английский словарь стекольной промышленности
оптимизация—optimization...Русско-английский строительный словарь
оптимизация—optimization оптимизация цепейСинонимы интернетоптимизация самооптимизация...Русско-английский технический словарь
оптимизация—optimization...Русско-английский толковый словарь терминов по информатике
оптимизация—optimization...Русско-английский экономический словарь
оптимизация—Аптымзацыя...Русско-белорусский словарь
оптимизация—спец.i аптымзацыя жен.i...Русско-белорусский словарь II
оптимизация—аптымзаuцыя цы оптимизация безусловная оптимизация длительности импульсов оптимизация математическая оптимизация многофакторная оптимизация многошаговая оптимизация парам...Русско-белорусский словарь математических, физических и технических терминов
оптимизация—аптымзацыя цы...Русско-белорусский физико-математический словарь
оптимизация—оптимиза Синонимы интернетоптимизация самооптимизация...Русско-ивритский словарь
оптимизация—optimizacin...Русско-испанский автотранспортный словарь
оптимизация—optimizacin...Русско-испанский экономический словарь
оптимизация—ж. ottimizzazione f не ограниченная связями оптимизация ограниченная связями оптимизация случайная оптимизация статистическая оптимизация...Русско-итальянский политехнический словарь
оптимизация—ottimizzazione...Русско-итальянский экономический словарь
оптимизация—отайландыру...Русско-казахский терминологический словарь «История»
оптимизация—отайлы ету...Русско-казахский терминологический словарь «Медицина»
оптимизация—. теория ии . Синонимы интернетоптимизация самооптимизация...Русско-китайский словарь
оптимизация—ж.Optimierung f интернетоптимизация самооптимизация...Русско-немецкий автомобильный словарь
оптимизация—Optimierung...Русско-немецкий политехнический словарь
оптимизация—жOptimierung fem...Русско-немецкий словарь стекольной промышленности
оптимизация—Optimalrechnung Optimierung...Русско-немецкий экономический словарь
оптимизация—оптимизация муносиб кардани...Русско-таджикский словарь
оптимизация—optimizasyon...Русско-турецкий словарь по строительству и архитектуре
оптимизация—матем. физ. оптимзаця линейная оптимизация вторичная оптимизация машинозависимая оптимизация оптимизация мощности Синонимы интернетоптимизация самооптимизация...Русско-украинский политехнический словарь
оптимизация—optimalisation optimisation...Русско-французский словарь по химии
оптимизация—ж optimisation optimation оптимизация выбора решенияоптимизация затратоптимизация использования ресурсовоптимизация прибылиоптимизация программыоптимизация сроков...Русско-французский экономический словарь
оптимизация—optimalizace...Русско-чешский словарь
оптимизация—оптимизация иСинонимы интернетоптимизация самооптимизация...Русское словесное ударение
оптимизация—выбор наилучшего варианта из множества возможных.Словарь бизнестерминов.Академик.ру интернетоптимизация самооптимизация...Словарь бизнес терминов
оптимизация—оптимизация нахождение наибольшего или наименьшего значения какойл. функции или выбор наилучшего оптимального варианта из множества возможных напр.em о. процесса управлен...Словарь иностранных слов русского языка
оптимизация—процесс выбора наилучшего варианта из возможных процесс приведения системы в наилучшее оптимальное состояние....Словарь исторических терминов
оптимизация—от лат. optimus наилучший . Процесс выбора наилучшего варианта из возможных. . Процесс приведения системы в наилучшее оптимальное состояние. Под оптимальным состоянием ...Словарь конфликтолога
оптимизация—поисковая оптимизация сайтов см. сео ....Словарь молодёжного слэнга
оптимизация—оптимизация сущ. колво синонимов интернетоптимизация переоптимизация самооптимизация сверхоптимизация Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин. . Синонимы интернетопти...Словарь синонимов II
оптимизация—ОПТИМИЗАЦИЯ нахождение наилучшего из множества возможных варианта решения задачи при заданных требованиях ограничениях. Так оптимизация управления какимлибо процессом сос...Современная энциклопедия
оптимизация—определение значений экономических показателей при которых достигается оптимум то есть оптимальное наилучшее состояние системы. Чаще всего оптимуму соответствует достижен...Современный экономический словарь. 2-е изд
оптимизация—ОПТИМИЗАЦИЯ . процесс выбора наилучшего варианта из возможных. Процесс приведения системы в наилучшее оптимальное состояние....Современный энциклопедический словарь
оптимизация—процесс отыскания варианта соответствующего критерию оптимальностиБолгарский язык Български оптимизиране оптимизацияЧешский язык etina optimalizaceНемецкий язык Deutsch...Строительный словарь
оптимизация—ОПТИМИЗАЦИЯ процесс отыскания варианта соответствующего критерию оптимальности Болгарский язык Български оптимизиране оптимизация Чешский язык etina optimalizace Немец...Терминологический словарь по строительству на 12 языках
оптимизация—оптимизация нахождение наибольшего или наименьшего значения какойл. функции или выбор наилучшего оптимального варианта из множества возможных напр. о. процесса управлени...Толковый словарь иностранных слов
оптимизация—Ударение в слове оптимизацияУдарение падает на букву аБезударные гласные в слове оптимизация...Ударение и правописание
оптимизация—Rzeczownik оптимизация f optymalizacja f...Универсальный русско-польский словарь
оптимизация—Оптимизация Оптимизация максимизация экономического благосостояния общества по отношению к макроэкономическим целям. Поанглийски Optimizing Синонимы английские Optimiza...Финансовый словарь
оптимизация—оптимизация оптимизации оптимизации оптимизаций оптимизации оптимизациям оптимизацию оптимизации оптимизацией оптимизациею оптимизациями оптимизации оптимизациях Источник...Формы слова
оптимизация—в наиболее общем случае выбор наилучшего оптимального варианта из множества возможных. В экономике определение значений экономических показателей при которых достигается ...Экономика и право
оптимизация—процесс преобразования социальной структуры трудового коллектива который приводит к повышению эффективности работы коллектива....Экономика и социология труда
оптимизация—ОПТИМИЗАЦИЯ optimization Выбор из всех возможных вариантов использования ресурсов тех которые дают наилучшие результаты. Часто описывается в виде максимизации целевой фун...Экономический словарь
оптимизация—Позиция Поза Питомица Пим Пиит Пиза Паяц Патио Пат Паз Опция Оптимизация Оптация Опт Опиат Опа Мпа Мотя Мот Моп Митя Митоз Миот Миопия Миопатия Миозит Миоз Мио Миаз Мая М...Электронный словарь анаграмм русского языка
оптимизация—ОПТИМИЗАЦИЯ . процесс выбора наилучшего варианта из возможных. Процесс приведения системы в наилучшее оптимальное состояние....Энциклопедический словарь естествознания
оптимизация—в наиболее общем случае выбор наилучшего оптимального варианта из множества возможных. В экономике определение значений экономических показателей при которых достигается...Энциклопедический словарь экономики и права
оптимизация—OPTIMIZATION Cпособ принятия экон. решений при кром упор делается на эффективное распределение ресурсов с максимизацией или минимизацией какоголибо показателя напр. макси...Энциклопедия банковского дела и финансов 2
оптимизация—OPTIMIZATION Cпособ принятия экон. решений при кром упор делается на эффективное распределение ресурсов с максимизацией или минимизацией какоголибо показателя напр. макси...Энциклопедия банковского дела и финансов
оптимизация—от лат. optimus наилучший англ. optimalization нем. Opimierung. . Выбор наилучшего варианта из всех возможных. . Приведение системы к состоянию наибольшей эффективности...Энциклопедия социологии
оптимизация—Оптимизация процесс выбора наилучшего варианта из двух или не скольких возможных при заданном параметре оптимизации. [Терминологический словарь по бетону и железобетону...Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов