Laajennetun dynaamisen prosessisimuloinnin lisäarvo prosessi- ja automaatiosuunnittelussa

Jouni Savolainen

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Prosessiteollisuuden laitosten sekä niiden automaation suunnittelu on haastava tehtävä, etenkin kiristyvien kustannustehokkuusvaatimusten johdosta. Tämä johtaa haasteisiin suunnitteluinsinööreille. Tässä työssä tutkittiin, miten näitä haasteita voitaisiin lieventää laajennetulla dynaamisella prosessisimuloinnilla. Tämän hetken ns. digitaalinen kaksonen-kehitys sekä kutsuu että tekee mahdolliseksi tämän työn. Koska tämä työ nojaa simulaatiomalleihin ja on luonteeltaan laskennallinen, on digitaalinen kaksonen nähtävissä työn mahdollistajana. Toisaalta, digitaalinen kaksonen-ajatus tarvitsee tapoja puristaa datasta, tässä tapauksessa simulaatiodatasta, arvokasta tietoa. Työ koostuu neljästä prosessiteollisuuden tapaustutkimuksesta. Dynaaminen prosessisimulointi on liitetty uuden mallien vertailumenetelmän, globaalin herkkyysanalyysin ja monitavoiteoptimoinnin kanssa. Työssä osoitetaan, että suorittamalla suuri määrä suunniteltuja simulointeja sekä analysoimalla saatu data, edellä mainittuja haasteita voidaan lieventää. Tapaukset liittyvät tiettyihin prosessilaitoksen elinkaaren vaiheisiin, nimittäin esisuunnitteluun ja käyttöön. Kaksi tapausta, paperin valmistus ja tornien säätö, kohdistuvat esisuunnitteluun, kun taas suodatus- ja pullonkaulatapaukset keskittyvät laitoksen käyttövaiheeseen. Paperin valmistus-tapaus osoittaa mallien vertailumenetelmän hyödyn. Päätelmänä on, että tällä voidaan saavuttaa luottamusta yksinkertaisilla malleilla saatuihin prosessioptimointituloksiin, fokusoida suunnittelijan huomio sekä tuottaa käyttövaiheeseen tietoa. Tornien säätö-tapaus, joka liitti dynaamisen simuloinnin globaaliin herkkyysanalyysiin, nostaa esiin säätösuunnittelun kannalta kriittisiä prosessialueita. Samoin, pullonkaulatapaus nostaa esiin prosessialueita, joihin jälkiasennus-työssä tulisi fokusoitua. Lopuksi, suodatustapaus osoittaa dynaamisen simuloinnin ja monitavoiteoptimoinnin hyödyllisyyden ymmärryksen saavuttamisessa prosessin käyttövaiheessa. Näiden osatulosten synteesinä saavutetaan työn päätulos: laajennetulla dynaamisella simuloinnilla on saatavissa lisäarvoa.
Julkaisun otsikon käännösLaajennetun dynaamisen prosessisimuloinnin lisäarvo prosessi- ja automaatiosuunnittelussa
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Visala, Arto, Vastaava professori
  • Karhela, Tommi, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-8546-3
Sähköinen ISBN978-952-60-8547-0
TilaJulkaistu - 2019
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • dynaaminen simulointi
  • globaali herkkyysanalyysi
  • mallien vertailu
  • monitavoiteoptimointi

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Laajennetun dynaamisen prosessisimuloinnin lisäarvo prosessi- ja automaatiosuunnittelussa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä