Добивки:
- Способност да се користи вештачката интелигенција во концептуален дизајн како мултипликатор на идеи за да се генерираат алтернативни правци на процесот, блок дијаграм и нацрт PFD
- Можност за фаќање грешки во нацртот на вештачката интелигенција со рачно потврдување на вкупниот износ на материјалната рамнотежа
- Способност да се разбере дека безбедносните елементи на PFD/P&ID (безбедносен вентил, заклучување, контрола) се непреносливи инженерски одлуки.
Кога се раѓа нов објект или производна линија, сè започнува со идеја: „Како да го произведам овој производ од оваа суровина, со овој капацитет, безбедно и економично?“ Процесот што го претвора ова прашање во конкретен дизајн е дизајнот на процесот (инженерско определување на чекорите, опремата и тековите од суровина до производ). Дизајнот започнува од груб блок дијаграм; Потоа се детализира со PFD (Процесен дијаграм за проток - што ја прикажува главната опрема, тековите и основните услови) и подетален P&ID (дијаграм за цевководи и инструменти - дијаграм што ги прикажува сите цевки, вентили, инструменти и контролни јамки). Во оваа единица, ќе научите како да ја користите вештачката интелигенција како алатка за мултипликатор на идеи, споредба и изготвување во раните фази на концептуалниот дизајн; Но, ќе научиме зошто треба сами да ја одредите безбедноста и точноста на дизајнот.
Раниот дизајн е прашање на „просејување низ многу опции со инженерско расудување“. Ова е местото каде што вештачката интелигенција е моќна: предлага алтернативни правци на процесот, потсетува на операција на една единица (единствен основен процес на процес, како што се дестилација, размена на топлина, филтрација) што треба да се замени со друг, воспоставува преглед на материјална рамнотежа, создава листа на опрема. Но, секој предлог мора да биде филтриран од вас според физиката, безбедноста и економичноста.
Чекор по чекор поддршка за вештачка интелигенција во концептуален дизајн
1. Разјаснете го проблемот и ограничувањата. Капацитет, чистота, суровини, спецификација на производот, безбедносни и еколошки ограничувања. Без да ги дадете овие на вештачката интелигенција, саканиот дизајн останува во воздухот.
2. Генерирајте опции за маршрутата на процесот. Прашајте ја вештачката интелигенција за различни начини на реакција/одвојување на истиот производ: „Кои се добрите/лошите страни за производство на овој производ преку рутата А (висока температура, единечен реактор) и рутата Б (каталитички, две фази)? Ова го забрзува бурата на идеи.
3. Блок дијаграм и PFD скица. Вештачката интелигенција може да ги стави влезните/излезните множества, главната опрема и низата на проток во текстуален преглед. Ова го отелотворувате во алатка за цртање.
4. Прелиминарен материјално-енергетски биланс. Вештачката интелигенција воспоставува рамка за рамнотежа заснована на масовно зачувување. Материјална рамнотежа - изедначувањето на масата што влегува и излегува од систем според законот за зачувување - секогаш се контролира рачно: внатре = надвор + акумулација.
5. Список на опрема и проток. ВИ создава конзистентен преглед за етикетите на опремата и броевите на проток; Потсетува стандардна номенклатура (на пр. разменувач на топлина E-101, пумпа P-101).
6. Рано означете ги ризиците. Прашајте ја вештачката интелигенција „кои безбедносни/еколошки ризици се истакнати на оваа рута?“ Ако прашате, ќе добиете рана листа на опасности - но тоа не е замена за HAZOP по патот.
Совет: во раниот дизајн, користете вештачка интелигенција не за „да го најдете единствениот вистински одговор“, туку „да ме потсетите на опции на кои не сум размислувал“. Неговата најголема вредност е тоа што на преден план ја изнесува алтернативата или ризикот што сте го превиделе.
Материјална рамнотежа: секогаш се проверува рачно
Рамката за рамнотежа што ја воспоставува вештачката интелигенција изгледа привлечна, но честопати не се собира или заборава страничен тек. Ако равенката за влез на маса = излез на маса не важи, дизајнот е погрешен на првиот чекор. За секоја компонента мора да се одржува посебна рамнотежа (баланс на компонентите) и вкупна рамнотежа. Кога ќе и кажете на вештачката интелигенција „дадете ги компонентите и вкупниот број на секој проток во табела, а исто така прикажете го вкупниот број на влезно-излез“, вашата контрола станува полесна - но сепак го потврдувате конечниот збир.
Внимание: ВИ може да претстави материјален биланс како „приближно“; Во хемискиот инженеринг, рамнотежата или држи или не. „Загуба“ од 2% често е заборавен нуспроизвод, проток на чистка или грешка - се наоѓа, а не се игнорира.
три мини футроли
Случај 1 - Истражување на алтернативна рута. Еден тим планираше да произведе средно хемикалија во една фаза на висока температура. Кога беше прашан за алтернативата, YZ потсети на каталитичка рута во две фази; Кога тимот го оцени ова, откри дека потрошувачката на енергија може да се намали за приближно 25%. Одлуката повторно беше донесена преку експериментирање и симулација, но опцијата дојде на маса благодарение на вештачката интелигенција.
Случај 2 - Утврдена грешка во билансот. YZ постави PFD нацрт за храна од 1.000 кг/час, но добиените текови изнесуваа вкупно 1.050 кг/час. Инженерот забележал дека вештачката интелигенција двапати броела поток за рециклирање. Без рачна контрола на рамнотежата, оваа грешка ќе се прошири на сите идни димензии.
Случај 3 - Ран знак на ризик. И. Тимот рано го промени дизајнот; Овој ризик веќе би бил адресиран во следниот HAZOP, но раното предупредување купи време.
Четири шаблони за копирање
1) Споредба на маршрутата на процесот:
Вашата улога: виш инженер за дизајн на процеси. Производ: [производ], капацитет: [тони/година], чистота: [%], суровина: [суровина]. Предложете најмалку 3 различни правци на процесот до овој производ. За секоја од нив: големи операции на единицата, приближни работни услови, исклучителни безбедносни/еколошки ризици, релативна енергија и тренд на трошоци (високо/средно/ниско). Точниот број одговара; јасно означете нејаснотии.
2) Скелет за рамнотежа на материјалот:
Поставете прелиминарна ТАБЕЛА за билансот на материјалот за следната храна и производ. Прикажете ги стапките на проток на компонентите и вкупниот број за секој тек во посебна колона. Посебно запишете го влезниот и излезниот вкупен износ и пресметајте ја разликата. Ако разликата не е нула, означете кој проток може да недостасува/претерано. Напојување: [стапка на проток и состав]. Спецификација на производот: [спец].Ова е нацрт; Ќе го проверам конечниот биланс рачно.
3) Нацрт список на опрема:
Од овој опис на PFD доаѓа список на опрема: етикета (како E-101), тип, мисија, проценет опсег на големина и критични параметар за дизајн. Примени стандардна конвенција за именување. Означете ги димензиите како „прелиминарна проценка, која треба да се потврди во деталниот дизајн“. Забележете каква било нејасна дефиниција за PFD: [проток и опис на опремата]
4) Ран скрининг на ризик:
Наведете ги безбедносните и еколошките ризици забележани во раната (концептуална) фаза на овој процес: пожар/експлозија, токсичност, притисок, егзотермија, отпад. Ова е ПРЕЛИМИНАРНО скенирање и не го заменува официјалниот HAZOP. Накратко објаснете зошто го означивте секој ризик. Пат: [опис]
Слаб промпт / Силен промпт
Слаба навестување:
Дизајнирајте ми процес за производство на етанол.
Без контекст: капацитет, суровина (биомаса или етилен?), чистота, ограничувања нејасни. ВИ дава општ рецепт, не е корисен за вистински дизајн.
Моќен потсетник:
Вашата улога: инженер за дизајн на процеси. Задача: концептуален PFD DRAFT. Производ: 99,5% чистота на етанол, 50.000 тони/годишно. Суровина: етиленхидратација. Ограничување: минимум употреба на вода, важна интеграција на топлина. Наведете: (1) блок дијаграм, (2) операции и редослед на главната единица, (3) приближни работни услови, (4) неизбежни ризици. Означете ги бројките како „прелиминарна проценка, која треба да се потврди со симулација/експеримент“. Рачно ќе го проверам материјалниот биланс; Прикажи збирки одделно.
Разликата е јасна: производот, капацитетот, рутата, ограничувањата и рамката „да се потврди“ го претвораат излезот во вистинска скица на дизајнот.
PFD и P&ID: граница на ВИ
документ
Цел
Помош за вештачка интелигенција
машка одлука
блок дијаграм
груб проток
опција, сортирање
Избор на рута
PFD
Главна опрема + состојба
нацрт, листа
Големина, потврда за рамнотежа
P&ID
цевка, вентил, инструмент
потсетник за симболологија
Контролен/безбедносен дизајн
Материјална рамнотежа
масовно зачувување
скелет маса
Целосна верификација
Список на опрема
инвентар
Етикета, формат
Техничка спецификација
Внимание: ВИ може да предложи текстуален преглед на P&ID, но не и вистински P&ID; вклучува сигурносни вентили, брави, контролни јамки и сигурносни инструменти. Ова се безбедносни критични одлуки и мора да бидат дизајнирани и одобрени од надлежен инженер.
Вообичаени грешки
- Продолжете без проверка на материјалната рамнотежа. Нестабилната рамнотежа го нарушува целото димензионирање.
- Мислејќи дека предлогот за рута на вештачката интелигенција е „најдобар“. Предлозите се опции; Изборот е направен преку експериментирање, симулација и економија.
- Препуштање на безбедносните аспекти на P&ID на вештачката интелигенција. Безбедносниот вентил, дизајнот на испреплетувањето и контролата не се преносливи.
- Барање дизајн без давање никаков капацитет или ограничувања. Прашањето без контекст дава генерички и бескорисен излез.
- Грешка на прелиминарниот скрининг на ризик за официјалниот HAZOP. Раниот скрининг е корисен, но не го заменува HAZOP.
Сумирано
ВИ во концептуален процесен дизајн; Тоа е моќен асистент кој ве потсетува на алтернативни маршрути, изготвува блок-дијаграми и PFD, создава рамка за рамнотежа на материјалот и ги означува раните ризици. Но, проверката на материјалната рамнотежа, изборот на маршрута, големината и безбедносните аспекти на P&ID припаѓаат на луѓето. ВИ ги множи опциите; Инженерот просејува, проверува и потпишува.
Задача за апликација
Изберете производ (на пр. обновување растворувач). Увезете 3 правци од вештачка интелигенција со шаблонот „Процесна споредба на маршрутите“. Потоа изберете маршрута, поставете прелиминарна рамнотежа со шаблонот „скелет за рамнотежа на материјалот“ и рачно проверете ги вкупните вкупни износи. Ако не функционира, дознајте зошто.
листа за проверка
- [ ] Јас ги дадов капацитетот, чистотата, суровините и ограничувањата на вештачката интелигенција.
- [ ] Споредив најмалку 3 правци и го направив изборот со инженерска проценка.
- [ ] Рачно го потврдив вкупниот износ на материјалното салдо.
- [ ] Сам ги дизајнирав безбедносните елементи на PFD/P&ID, без да ги префрлам.
- [ ] Ги означив броевите на вештачката интелигенција како „прелиминарно предвидување што треба да се потврди“.