Contribucion al estudio

ESCOLA TÈCNICA SUPERIOR D’ENGINYERS INDUSTRIALS DE BARCELONA (UPC)
Departament d’Enginyeria Química

CONTRIBUCION AL ESTUDIO DE PLANTAS QUIMICAS MULTIPRODUCTO DE PROCESO DISCONTINUO

Autor: Antonio Espuña Camarasa Barcelona, septiembre de 1994

6.

Conclusiones

El diseño, operación y control de plantas en operación discontinua constituyen temas de estudio de gran interés actual,donde las mejoras introducidas en las metodologías y procedimientos de cálculo y decisión utilizados se traducen rápidamente en incrementos en la productividad, en la calidad y/o en la capacidad de respuesta al mercado. Los procedimientos utilizados en otros sectores industriales, como las plantas de fabricación de componentes discretos, la industria mecánica, las cadenas de montaje, etc., normalmenteno son directamente aplicables al sector químico, debido a las características de los procesos de transformación empleados, de las variables a controlar y de los materiales que se manejan. En cualquier caso, su implantación y utilización suelen ser más complejas. En esta tesis se han desarrollado metodologías que han permitido aplicar eficazmente procedimientos de cálculo asistido por ordenador aproblemas de diseño, decisión y gestión que se presentan en plantas químicas discontinuas multiproducto en condiciones de operación reales. Entre los resultados obtenidos se destacan los siguientes: 1. Para solventar el problema de síntesis y diseño preliminar de este tipo de plantas, se ha desarrollado: (a) Una estrategia de diseño eficiente que, basándose en las formulaciones habituales delproblema, permite una reducción sustancial en el número global de variables y restricciones. La formulación puede ser fácilmente adaptada a las restricciones propias de cada caso concreto, incluyendo la presencia de equipos en paralelo en fase, fuera de fase o con asignación dependiente del producto, el análisis de situaciones con equipos de almacenaje intermedio, estudios de remodelación, etc. (b)Un sistema de optimización, basado en el cálculo de gradientes, que permite una reducción significativa del esfuerzo de cálculo necesario respecto a otros procedimientos que utilizan programación matemática. La estrategia propuesta es también mucho más eficiente que otros sistemas heurísticos. La simplificación es tal que, siguiendo el algoritmo propuesto, es relativamente sencillo trasladar lasrelaciones indicadas sobre un programa de "hoja de cálculo" y optimizar el diseño por iteraciones sucesivas bajo control manual en casos relativamente complejos. 2. Para obtener la gestión óptima de los recursos de producción, se han establecido nuevos criterios para el desarrollo de sistemas de planificación eficientes aplicables situaciones industriales de plantas químicasdiscontinuas/semicontinuas multiproducto. (a) Las características específicas de cada caso hacen inviable la aplicación de sistemas de planificación basados en modelos generales y en procedimientos de optimización comerciales.
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(b) La función objetivo debe reflejar los beneficios económicos (cualitativos y cuantitativos) derivados de la aplicación de un plan de producción. Su formulación se concibe como unsumatorio de diferentes términos, cada uno de los cuales identifica una característica del plan que incidirá sobre dichos beneficios. (c) El procedimiento no debe intentar reproducir la situación manual, donde habitualmente se toman decisiones a diferentes niveles, ya que la flexibilidad en el tratamiento de la información quedará muy restringida. El sistema debe conocer toda la información necesaria ytratarla siempre con el mismo grado de detalle. (d) La utilización de campañas multiproducto puede permitir notables mejoras en la eficiencia del plan de producción, pero se debe estudiar su utilización en cada momento. Las circunstancias de mercado y de disponibilidad de los diferentes recursos pueden alterar las conclusiones preliminares (análisis de las campañas), por lo que es necesario...