Προηγμένες Μέθοδοι Σχεδιασμού, Σύνθεσης και Βελτιστοποίησης Διεργασιών
| Τίτλος | Προηγμένες Μέθοδοι Σχεδιασμού, Σύνθεσης και Βελτιστοποίησης Διεργασιών / Advanced Methods for Process Design, Synthesis and Optimization |
| Κωδικός | ΚΜ094 |
| Σχολή | Πολυτεχνική |
| Τμήμα | Χημικών Μηχανικών |
| Κύκλος / Επίπεδο | 1ος / Προπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Χειμερινή |
| Κοινό | Όχι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 20002634 |
Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΠΣ Τμήματος Χημικών Μηχανικών (2021-σήμερα)
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 0
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| ΚΟΡΜΟΣ | Επιλογής | Χειμερινή | - | 5 |
| Τίτλος | Προηγμένες Μέθοδοι Σχεδιασμού, Σύνθεσης και Βελτιστοποίησης Διεργασιών |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2020 – 2021 |
| Περίοδος Τάξης | Χειμερινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ |
|
| Ώρες Εβδομαδιαία | 3 |
| Class ID | 600172357
|
Πρόγραμμα Τάξης
| Κτίριο | Πολυτεχνείο - πτέρυγα Β (Πολιτικών Μηχ.) |
| Όροφος | Όροφος 2 |
| Αίθουσα | ΑΙΘΟΥΣΑ 2 (42) |
| Ημερολόγιο | Πέμπτη 16:00 έως 19:00 |
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
- Επιστημονικής Περιοχής
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Εμβάθυνσης / Εμπέδωσης Γνώσεων
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600172357
- eLearning (Moodle):
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Προαπαιτούμενα Μαθήματα
- ΔΕ4 Τεχνικές Οργάνωσης Παραγωγής
Γενικές Προαπαιτήσεις
Ο φοιτητής είναι σημαντικό να έχει περάσει το μάθημα τεχνικές οργάνωσης παραγωγής.
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Στόχος είναι οι φοιτητές μετά την ολοκλήρωση του μαθήματος να μπορούν να σχεδιάζουν και να συνθέτουν βέλτιστα μια παραγωγική διαδικασία με χρήση προηγμένων τεχνικών βελτιστοποίησης και υπολογιστικών εργαλείων όπως το GAMS. Επίσης θα μπορούν να αναπτύξει και να επιλύσουν τα δικό τους μαθηματικά μοντέλα: (i) χρονοπρογραμματισμού παραγωγής σε διεργασίες διαλείπουσας και συνεχούς λειτουργίας (ii) βελτιστοποίησης εφοδιαστικών αλυσίδων (iii) σύνθεσης δικτύων εναλλακτών θερμότητας για εξοικονόμηση ενέργειας και (iv) μακροχρόνιου ενεργειακού σχεδιασμού.
Γενικές Ικανότητες
- Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Λήψη αποφάσεων
- Ομαδική εργασία
- Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Περιεχόμενο Μαθήματος
Εισαγωγή στον σχεδιασμό και στην σύνθεση Διεργασιών. Σύνθεση διεργασιών με χρήση σύγχρονων υπολογιστικών μεθόδων. Βασικές μεθοδολογίες σύνθεσης και σχεδιασμού διεργασιών. Ο ρόλος των μεθόδων προηγμένης βελτιστοποίησης στην σύνθεση και στο Σχεδιασμό Διεργασιών.
Βασικές αρχές προβλημάτων βελτιστοποίησης. Γραμμικός, μη-γραμμικός και μεικτός ακέραιος προγραμματισμός. Μοντελοποίηση διακριτών επιλογών σε προβλήματα σχεδιασμού και σύνθεσης διεργασιών με χρήση δυαδικών μεταβλητών. Μεθοδολογία μετατροπής λογικών εκφράσεων σε ισοδύναμες αλγεβρικές αναπαραστάσεις. Βασικές αρχές και αλγόριθμοι επίλυσης προβλημάτων μεικτού-ακέραιου γραμμικού προγραμματισμού.
Σύνθεση και Σχεδιασμός Δικτύων Εναλλακτών Θερμότητας για μέγιστη εξοικονόμηση Ενέργειας. Ελαχιστοποίηση κόστους βοηθητικών παροχών. Ελαχιστοποίηση συνδυασμών θερμών-ψυχρών ρευμάτων. Τεχνικές διάσπασης για επίλυση προβλημάτων σύνθεσης δικτύων εναλλακτών θερμότητας. Αυτόματη ανάπτυξη βέλτιστων δικτύων εναλλακτών θερμότητας με χρήση τεχνικών βελτιστοποίησης.
Προηγμένη σύνθεση διεργασιών διαχωρισμού: Σύνθεση και βέλτιστη ακολουθία ενεργειακά ολο-κληρωμένων αποστακτικών στηλών. Μοντελοποίηση της υπερδομής με τεχνικές μεικτού ακέραιου προγραμματισμού.
Εισαγωγή στο εργαλείο GAMS για την βελτιστοποίηση συστημάτων διεργασιών (εργαστήριο). Δομή του εργαλείου, σύνταξη προβλημάτων βελτιστοποίησης, βασικές εντολές και δυνατότητες.
Ασκήσεις προβλημάτων σχεδιασμού και σύνθεσης με χρήση του εργαλείου GAMS:
• Σύνθεση ενός δικτύου εναλλακτών θερμότητας μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειας .
• Βέλτιστη σύνθεση και σχεδιασμός ενός πολύπλοκου δικτύου παραγωγής χημικών προϊό-ντων.
• Βέλτιστη σύνθεση και σχεδιασμός μια μονάδας παραγωγής ενέργειας με πολλές ενεργειακές πρώτες ύλες.
• Προσδιορισμός βέλτιστου δίσκου τροφοδοσίας αποστακτικής στήλης διυλιστηρίου.
• Βέλτιστος χρονοπρογραμματισμός διεργασιών ανάμιξης διυλιστηρίου.
Λέξεις Κλειδιά
Βελτιστοποίηση Διεργασιών. Δίκτυα Εναλλακτών θερμότητας. Βελτιστοποίηση Εφοδιαστικών Αλυσίδων. Σύνθεση και Σχεδιασμός Διεργασιών.
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Διαφάνειες
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 35 | ✓ | ✓ | ||
| Εκπόνηση μελέτης (project) | 115 | ||||
| Σύνολο | 150 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εργασία (Διαμορφωτική)
- Προφορική Εξέταση (Διαμορφωτική)
- Έκθεση / Αναφορά (Διαμορφωτική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
Ι. ΚΟΥΚΟΣ, Α.Α. ΚΟΥΤΙΝΑΣ. ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Με εφαρμογές στο MATLAB και στο GAMS. Εκδόσεις Τζιόλα, ISBN: 978-960-418-415-6
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
• Lorenz T. Biegler, Ignacio E. Grossmann and Arthur W. Westerberg (1996). Systematic Methods of Chemical Process Design. Prentice Hall. ISBN: 0-13-272337-9.
• C.A. Floudas (1995). Non-Linear and Mixed-Integer Optimiarion. Fundamendals and Applications. Oxford University Press. ISBN-10: 0195100565.
Τελευταία Επικαιροποίηση
01-12-2020
