Pelnas:
- Galimybė naudoti dirbtinį intelektą konceptualiame projekte kaip idėjų daugiklis, generuojant alternatyvius proceso maršrutus, blokinę diagramą ir PFD juodraštį
- Galimybė užfiksuoti dirbtinio intelekto juodraščio klaidas rankiniu būdu tikrinant medžiagų balanso bendrą įėjimo ir išėjimo sumą
- Gebėjimas suprasti, kad PFD/P&ID saugos elementai (apsauginis vožtuvas, užraktas, valdymas) yra neperleidžiami inžineriniai sprendimai.
Gimus naujam įrenginiui ar gamybos linijai, viskas prasideda nuo idėjos: „Kaip iš šios žaliavos, tokiais pajėgumais, saugiai ir ekonomiškai galiu pagaminti šį produktą? Procesas, paverčiantis šį klausimą konkrečiu projektu, yra proceso projektavimas (inžinerinis žingsnių, įrangos ir srautų nuo žaliavos iki gaminio nustatymas). Projektavimas prasideda nuo grubios blokinės schemos; Tada ji detalizuojama naudojant PFD (proceso srauto diagramą, kurioje parodyta pagrindinė įranga, srautai ir pagrindinės sąlygos) ir išsamesnė P&ID (vamzdynų ir prietaisų diagrama – diagrama, kurioje rodomi visi vamzdžiai, vožtuvai, prietaisai ir valdymo kilpos). Šiame skyriuje išmoksite naudoti dirbtinį intelektą kaip idėjų daugiklį, palyginimo ir braižybos įrankį ankstyvosiose konceptualaus dizaino stadijose; Bet mes sužinosime, kodėl turėtumėte patys nustatyti konstrukcijos saugumą ir tikslumą.
Ankstyvas projektavimas yra „atsieiti iš daugelio variantų atsižvelgiant į inžinerinį sprendimą“. Čia dirbtinis intelektas yra galingas: jis siūlo alternatyvius proceso maršrutus, primena vieną įrenginio operaciją (vieną pagrindinį proceso etapą, pvz., distiliavimą, šilumos mainus, filtravimą), kad jį reikia pakeisti kitu, jis nustato medžiagų balanso kontūrą, sudaro įrangos sąrašą. Bet kiekvienas pasiūlymas turi būti filtruojamas pagal fiziką, saugumą ir ekonomiškumą.
Žingsnis po žingsnio AI palaikymas kuriant konceptualų dizainą
1. Išsiaiškinkite problemą ir apribojimus. Talpa, grynumas, žaliavos, gaminio specifikacijos, sauga ir aplinkos apribojimai. Jų nesuteikus AI, norimas dizainas išlieka ore.
2. Generuokite proceso maršruto parinktis. Paklauskite AI apie skirtingus reakcijos / atskyrimo būdus į tą patį produktą: „Kokie privalumai ir trūkumai yra gaminant šį produktą naudojant A maršrutą (aukšta temperatūra, vienas reaktorius) ir kelią B (katalizinis, du etapai)? Tai pagreitina smegenų šturmą.
3. Blokinė schema ir PFD eskizas. AI gali įtraukti įvesties / išvesties rinkinius, pagrindinę įrangą ir srauto seką į tekstinį kontūrą. Jūs tai įkūnijate piešimo įrankyje.
4. Preliminarus medžiagų ir energijos balansas. AI sukuria pusiausvyros sistemą, pagrįstą masės išsaugojimu. Medžiagų balansas – masės, patenkančios į sistemą ir išeinančios iš sistemos, išlyginimas pagal tvermės dėsnį – visada valdomas rankiniu būdu: in = out + kaupimas.
5. Įrangos ir srautų sąrašas. AI sukuria nuoseklius įrangos etikečių ir srauto numerių kontūrus; Primena standartinę nomenklatūrą (pvz., E-101 šilumokaitis, P-101 siurblys).
6. Anksti pažymėkite riziką. Paklauskite AI: „Kokios saugumo ir (arba) aplinkosaugos rizikos yra svarbios šiame maršrute? Paklausę gausite ankstyvą pavojų sąrašą, tačiau jis nepakeičia HAZOP.
Patarimas: pradiniame projektavimo etape naudokite dirbtinį intelektą ne norėdami „rasti vieną teisingą atsakymą“, o norėdami „priminti man parinktis, apie kurias nepagalvojau“. Didžiausia jo vertė yra ta, kad ji iškelia į pirmą planą alternatyvą arba riziką, kurią jūs nepastebėjote.
Medžiagų balansas: visada tikrinamas rankomis
Dirbtinio intelekto sukurta pusiausvyros sistema atrodo patraukli, tačiau ji dažnai nesusidaro arba pamiršta šoninį srautą. Jei masės įėjimo = masės išėjimo lygtis negalioja, pirmame žingsnyje dizainas yra klaidingas. Kiekvienam komponentui turi būti išlaikytas atskiras balansas (komponentų likutis) ir bendras balansas. Kai sakote AI „nurodykite kiekvieno srauto komponentus ir sumą lentelėje, taip pat parodykite bendrą įvesties ir išvesties sumą“, jūsų valdymas tampa lengvesnis, bet jūs vis tiek patikrinate galutinę sumą.
Atsargiai: AI gali parodyti medžiagų balansą kaip „apytikslį“; Chemijos inžinerijoje pusiausvyra arba laikosi, arba ne. 2% „nuostolis“ dažnai yra pamirštas šalutinis produktas, išvalymo srautas arba klaida – jis randamas, o ne ignoruojamas.
trys mini dėklai
1 atvejis – alternatyvaus maršruto tyrimas. Viena komanda planavo gaminti tarpinę cheminę medžiagą vienu etapu aukštoje temperatūroje. Paklaustas apie alternatyvą, YZ prisiminė dviejų pakopų katalizinį maršrutą; Kai komanda tai įvertino, jie nustatė, kad energijos suvartojimas gali sumažėti maždaug 25%. Sprendimas vėl buvo priimtas eksperimentuojant ir modeliuojant, tačiau galimybė atsirado dėl AI.
2 atvejis – užfiksuota balanso klaida. YZ nustatė PFD trauką 1000 kg/val. pašarams, tačiau iš viso susidarė 1050 kg/val. Inžinierius pastebėjo, kad AI du kartus skaičiuoja perdirbimo srautą. Be rankinio balanso valdymo ši klaida būtų išplitusi į visus būsimus dydžius.
3 atvejis – ankstyvas rizikos požymis. YZ pažymėjo, kad tirpiklio regeneravimo konstrukcijoje žemos pliūpsnio temperatūros srovė buvo surinkta į rezervuarą arti atmosferos, o tai rodo sprogios atmosferos pavojų. Komanda anksti pakeitė dizainą; Į šią riziką jau buvo atsižvelgta kitame HAZOP, tačiau išankstinis įspėjimas atpirko laiko.
Keturi kopijuojami šablonai
1) Proceso maršruto palyginimas:
Jūsų vaidmuo: vyresnysis procesų projektavimo inžinierius.Produktas: [produktas], pajėgumas: [tonos/metus], grynumas: [%], žaliava: [žaliava]. Pasiūlykite bent 3 skirtingus proceso būdus iki šio gaminio. Kiekvienam: pagrindinės įrenginio operacijos, apytikslės eksploatavimo sąlygos, išskirtinė saugos/aplinkos rizika, santykinė energijos ir sąnaudų tendencija (aukšta/vidutinė/maža). Tikslus skaičiaus pritaikymas; aiškiai pažymėti dviprasmybes.
2) Medžiagų balanso skeletas:
Nustatykite preliminarų medžiagų balanso LENTELĘ toliau nurodytam pašarui ir produktui. Atskirame stulpelyje parodykite kiekvieno srauto komponentų srautus ir bendrą sumą. Atskirai užrašykite bendrą įvestą ir bendrą išvesties sumą ir apskaičiuokite skirtumą. Jei skirtumas nėra lygus nuliui, pažymėkite, kurio srauto gali trūkti/perteklinis. Pašaras: [tėkmės greitis ir sudėtis]. Produkto specifikacija: [specifikacija]. Tai juodraštis; Galutinį likutį patikrinsiu rankiniu būdu.
3) Įrangos sąrašo projektas:
Iš šio PFD aprašymo pateikiamas įrangos sąrašas: etiketė (pvz., E-101), tipas, paskirtis, numatomas dydžio diapazonas ir kritinis dizaino parametras. Taikykite standartinę pavadinimų suteikimo tvarką. Matmenis pažymėkite kaip "preliminari sąmata, tikrinama detaliame projekte". Atkreipkite dėmesį į visus neaiškus.PFD apibrėžimas: [srauto ir įrangos aprašymas]
4) Ankstyvas rizikos patikrinimas:
Išvardykite pavojus saugai ir aplinkai, pastebėtus ankstyvame (koncepciniame) šio proceso etape: gaisras/sprogimas, toksiškumas, slėgis, egzotermija, atliekos. Tai PRELIMINARUS nuskaitymas ir nepakeičia oficialaus HAZOP. Trumpai paaiškinkite, kodėl pažymėjote kiekvieną riziką. Maršrutas: [description]
Silpnas raginimas / Stiprus raginimas
Silpnas raginimas:
Sukurkite man etanolio gamybos procesą.
Nėra konteksto: talpa, žaliava (biomasė ar etilenas?), grynumas, neaiškus apribojimas. AI pateikia bendrą receptą, jis nėra naudingas tikram dizainui.
Galingas raginimas:
Jūsų vaidmuo: procesų projektavimo inžinierius. Užduotis: konceptualus PFD DRAFT.Produktas: 99,5% grynumo etanolis, 50 000 tonų per metus. Žaliava: etileno hidratacija. Apribojimas: vandens suvartojimas minimalus, svarbu šilumos integravimas. Pateikite: (1) blokinę schemą, (2) pagrindinio įrenginio operacijas ir seką, (3) apytiksles veikimo sąlygas, (4) neišspręstą riziką. Pažymėkite skaičius kaip „preliminarus įvertinimas, kuris turi būti patikrintas imituojant / eksperimentuojant“. Rankiniu būdu patikrinsiu medžiagų balansą; Rodyti sumas atskirai.
Skirtumas yra aiškus: produktas, pajėgumas, maršrutas, apribojimai ir „patikrintina“ sistema paverčia išvestį tikru dizaino eskizu.
PFD ir P&ID: dirbtinio intelekto riba
dokumentas
Tikslas
AI pagalba
vyro sprendimas
blokinė schema
grubus srautas
variantas, rūšiavimas
Maršruto pasirinkimas
PFD
Pagrindinė komplektacija + būklė
juodraštis, sąrašas
Dydžio, balanso patvirtinimas
P&ID
vamzdis, vožtuvas, prietaisas
simbolologijos priminimas
Valdymo/saugos dizainas
Medžiagų balansas
masinis išsaugojimas
karkasinis stalas
Visiškas patikrinimas
Įrangos sąrašas
inventorius
Etiketė, formatas
Techninė specifikacija
Įspėjimas: AI gali pasiūlyti tekstinį P&ID kontūrą, bet ne tikrą P&ID; apima apsauginius vožtuvus, užraktus, valdymo kilpas ir saugos prietaisus. Tai yra saugai svarbūs sprendimai, kuriuos turi suprojektuoti ir patvirtinti kompetentingas inžinierius.
Dažnos klaidos
- Tęsiama nepatikrinus medžiagų balanso. Nestabilus balansas sutrikdo visą matmenų nustatymą.
- Manau, kad AI maršruto pasiūlymas yra „geriausias“. Pasiūlymai yra variantai; Pasirinkimas atliekamas eksperimentuojant, modeliuojant ir ekonomikoje.
- P&ID saugumo aspektai paliekami dirbtiniam intelektui. Apsauginis vožtuvas, blokavimo ir valdymo konstrukcija yra neperleidžiami.
- Projektavimo užklausa nenurodant jokių pajėgumų ar apribojimų. Raginimas be konteksto suteikia bendrą ir nenaudingą išvestį.
- Klaidingas išankstinis oficialaus HAZOP rizikos patikrinimas. Ankstyvas patikrinimas yra naudingas, bet nepakeičia HAZOP.
Apibendrinant
AI konceptualiame procesų projekte; Tai galingas asistentas, primenantis alternatyvius maršrutus, rengiantis blokines diagramas ir PFD, sukuriantis medžiagų balanso sistemą ir pažymintis ankstyvą riziką. Tačiau medžiagų balanso, maršruto parinkimo, dydžio ir P&ID saugumo aspektų tikrinimas priklauso žmonėms. AI daugina parinktis; Inžinierius sijoja, tikrina ir pasirašo.
Taikymo užduotis
Pasirinkite produktą (pvz., tirpiklio regeneravimą). Importuokite 3 maršrutus iš AI naudodami šabloną „Apdoroti maršrutų palyginimą“. Tada pasirinkite maršrutą, nustatykite preliminarų balansą naudodami „medžiagų balanso skeleto“ šabloną ir rankiniu būdu patikrinkite įėjimo ir išvežimo sumas. Jei tai neveikia, išsiaiškinkite, kodėl.
kontrolinis sąrašas
- [ ] Aš aiškiai nurodžiau DI pajėgumus, grynumą, žaliavas ir apribojimus.
- [ ] Palyginau mažiausiai 3 maršrutus ir pasirinkau remdamasis inžineriniu sprendimu.
- [ ] Rankiniu būdu patikrinau medžiagų balanso bendrą įėjimo ir išėjimo sumą.
- [ ] PFD/P&ID saugos elementus sukūriau pats, jų neperduodamas.
- [ ] Pažymėjau AI skaičius kaip „preliminarią prognozę, kurią reikia patikrinti“.